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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA CUISSON ET AU REFROIDISSEMENT D'ARTICLES DE CONSERVES" L'invention se rapporte à un appareil pour la cuisson et le refroidissement d'articles de conserves.
Dans le procédé de cuisson de denrées contenues dans des boîtes hermétiquement fermées, il est d'usage de faire passer les boîtes a travers un appareil dans lequel elles sont soumises à une température élevée et à une pression qui fait sensiblement équilibre à celle qui se développe à l'intérieur des boîtes, de façon à soustraire ces dernières aux efforts pouvant provoquer un bombement ou d'autres défauts. Les boîtes sont ensuite transférées dans un appareil de refroidissement ou ré- frigérant, dans lequel il est d'usage de maintenir une certaine pression, supérieure à la pression atmosphérique, afin de neutraliser la pression qui existe à l'intérieur des boites lors-
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que celles-ci pénètrent dans le réfrigérant.
Il a été constaté dans la pratique que les boites sont susceptibles de détérioration des que, lors de la traversée du réfrigérant, elles se sont refroidies intérieurement, vu que cette chute de la ternpérature intérieure a pour effet une chute le la pression intérieure, laquelle descend graduellement en-dessous de la pression extérieure et peut même devenir inférieure à la pression atmosphérique.
L'objet de l'invention consiste à prévoir un procédé simple et facile permet tant de parer aux inconvénients préci- tés, inhérents aux procédés de refroidissement connus.
L'invention comporte le transfert des boîtes, une fois la cuisson achevée, vers la base d'une colonne verticale con- tenant un liquide de refroidissement. Elle prévoit également des moyens pour élever les boites progressivement à travers le liquide au fur et à mesure du refroidissement.
L'invention comporte en outre un dispositif par lequel, lors de l'opération de refroidissement, les boites sont élevées à travers le liquide réfrigérant, pour être soumises à l'action de jets de refroidissement, dès qu'elles se trouvent au-dessus de la surface de celui-ci.
L'invention consiste en outre à prévoir des moyens pour empêcher toute chute sensible de la pression extérieure pen- ,..tant le bransient des boîtes de l'appareil de cuisson ou autoclave, vers la base de la colonne de refroidissement ou du réfrigérant.
Dans le dessin schématique annexé :
Fig. 1 est une vue d'élévation latérale d'un autoclave et d'un réfrigérant combinés, une partie de la paroi de ce dernier étant enlevée pour mieux montrer certaines caractéris tiques de la construction.
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Fig. 2 est une vue± en plan de l'appareil représenté en Fig. 1.
Fig. 3 est une vue d'élévation latérale partiellement brisée, de la partie supérieure d'une variante du réfrigérant.
Fig. 4 est une vue partielle, en élévation latérale, d'une variante de l'autoclave.
Comme montré en Fig. 1 et 2, l'enveloppe cylindrique verticale 1 de l'autoclave (sous pression) A est supportée sur une base 2 et obturée à ses deux extrémités opposées par deux couvercles 3 et 4, de manière à constituer une chambre de cuisson fermée dans laquelle les boites sont introduites au moyen d'une soupape rotative 5 étanche à la pression et pourvue de niches 6 destinées à recevoir les boites, ces ornières étant évacuées de l'autoclave au moyen d'une soupape 7 analogue à la soupape 6 et pourvue de niches 8. Comme la construction et le fonctionnement de telles soupapes est bien connu, celles-ci ne seront pas décrites en détail.
On introduit de la vapeur vive sous pression à l'intérieur de l'autoclave par le tuyau d'arrivée de vapeur 9, l'eau de condensation pouvant être évacuée par un tuyau 10 contrôlé par une soupape ou séparateur automatique 11, d'un type connu, permettant le passage du liquide, tout en empêchant le passage de la vapeur. La vapeur introduits dans l'autoclave fournit la température de cuisson nécessaire. En outre, cette vapeur étant admise sous pression, fournit également la pression,, supérieure à la pression atmosphérique, et agissant sur les surfaces extérieures des boîtes, de manière à empècher que les couvercles de ces dernières ne soient soumis à des efforts trop élevés s'exerçant à l'intérieur des boîtes lors de la cuisson.
Le mécanisme d'avancement des boîtes à travers l'autoclave présente la construction bien connue à tourniquet et à
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rampe ou spirale. Cette construction ne sera pas décrite ici , vu qu'elle est identique à celle prévue dans le réfrigérant représenté au dessin et dont les détails construetifs seront décrits plus loin. Le tourniquet de l'autoclave eat entraîné dang le sens indiqué par la. flécha par un pignon calé sur l'extrémité supérieure de l'arbre 13 du tourniquet et entrainé à son tour depuis l'arbre 14 par le train d'engrenages réducteur 15.
Ce dernier arore peut être entraîné depuis une source de puissance quelconque agissant sur une poulie 15. La soupape d'introduction 5 est entrainée au moyen d'un pignon 17 calé sur l'extrémité supérieure de l'arbre de soupape 18 et engrenant avec la pignon 12. La soupape d'évacuation 7 est'entraînée par l'arbre de soupape 19 à l'aide du pignon 20 engrenant avec un pignon 21 calé sur l'extrémité inférieure de l'arbre 13.
Les boîtes sont évacuées de l'autoclave A directament vers l'enveloppe 22 du réfrigérant B au moyen de la soupape 7, laquelle, comme mentionné plus haut est étanche à la pression, de sorte que le transfert des boîtes s'effectue sans exposer celles-cià l'atmosphère et sans qu'il se pro- duise un équilibrage de'pression entre l'autoclave et le réfrigérant.
Dans le mode de réalisation montré dans les Fig. 1 et 2, le réfrigérait est fermé à sa base par la paroi de fond 23 tandis que sa partie supérieure communique avec l'atmosphère.
A l'intérieur de l'enveloppe 22 du réfrigérant et concentri- quement au pourtour intérieur de celle-ci se trouve un rail ou guide-boîtes hélicoidal fixe 24 formant une rampe continue pouvant recevoir les boîtes et sur laquelle celles-ci peuvent être avancées vers le haut à travers le réfrigérant depuis la la soupape d'introduction 7 jusqu)au point d'évacuation où
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elles sont déchargées du réfrigérant par la roue-étoile tournante 28, laquelle ne doit pas être étanche à la pression, vu que l'intérieur du réfrigérant communique avec l'atmosphère.
Les boîtes sont avancées vers le haut, le long de la rampe 24 au moyen d'un tourniquet 26 entrainé en rotation, supporté par un arbre 27 et pourvu d'une série de barres de poussée périphériques 28 disposées longitudinalement par rapport à l'axe du tourniquet et constituées de préférence en fer cornière, ces barres étant destinées à saisir les boîtes et à les faire avancer tout en les soutenant sur la rampe 24.
L'arbre 27 est entrainé dans le sens indiqué par la flèche, au moyen du pignon 29 engrenant avec le pignon 20 commandant la soupape.
Après avoir traversé la soupape 7 pour passer dans le réfrigérant 22, les boîtes se trouvent soustraites à la pression de vapeur à laquelle elles étaient jusqu'alors soumises dans l'autoclave et, par conséquent, il est nécessaire d'appliquer à l'intérieur du réfrigérant une pression suscep- tible de contrebalancer dans une mesure suffisante la pression existant à l'intérieur des boites, en vue d'éviter que les pou- vercles de celles-ci se trouvent soumis à des efforts trop élevés.
Cette pression est fournie par une colonne 30 d'un liquide réfrigérant au dessous de la surface duquel les boites sont introduites par la soupape 7 et à travers lequel elles sont élevées au fur et à mesure de leur refroidissement, la vitesse d'avancement des boîtes étant calculée de façon à empêcher que la différence entre les pressions à l'intérieur et à l'extérieur des boites devienne suffisamment élevée pour forcer dans celles-ci une certaine quantité de liquide réfri
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gérant à travers les joints des couvercles, la vitesse de rotation du tourniquet étant déterminée en conséquence.
Il a été constaté que, lorsque les niches de la soupape de transfert, encore remplies de vapeur, sont mises en communication avec le liquide de refroidissement contenu dans le réfrigérant, la charge initiale du liquide dans les niches a pour effet une condensation rapide de la vapeur.
Dans certains cas, comme par exemple lorsque l'appareil fonctionne à une vitesse réduite, cette condensation peut provoquer une dépression dans les niches de la soupape pendant le bref instant précédant le moment où la niche est complètement remplie de liquide réfrigérant. Cette brusque chute de la pression extérieura, bien qu'instantanée, peut avoir pour effet de soumettre les couvercles des boîtes à des efforts trop élevés exercés par la pression intérieure.
Pour éviter cet inconvénient, on prévoit, comme montré dans les Figs. 1 et 2, un tuyau 31 venant d'une source appropriée d'air sous pression et débouchant à l'intérieur du boîtier de soupape 32, de manière à être mis en communication avec les niches de celle-ci en un point situé sur leur trajectoire entre l'autoclave et le réfrigérant. En introduisant, à travers le tuyau 31, une quantité d'air suffisante dans les niches, immédiatement avant l'instant où celles-ci sont mises en communication avec le liquide réfrigérant, on évite une chute de pression trop importante qui pourrait résulter de la condensation de la vapeur.
La quantité d'air exacte devant être introduite dans les niches de la soupape par le tuyau 33 dépendra des conditions de fonctionnement, telles que par exemple la pression de la vapeur dans les niches, la températurede l'air introduit dans celles-ci et la pression inférieure dans les boites. Par exemple, en opérant dans des conditions moyennes, il @ a été constaté que si l'air arrive par le tuyau 31 à la pression de
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25 livres anglaises par pouce carré, la quantité d'air introduite dans les niches de la soupape sera suffisante pour maintenir à l'extérieur des boites une pression extérieure propre à empêcher que les dites boites ne soient soumises à des efforts trop élevés avant que le liquide venant du réfrigérant n'ait rétabli la pression normale .
La variante représentée en Fig. 4 représente un deuxième mode de construction applicable en vue d'éviter toute perte de pression dans la soupape de transfert. Comme montré dans cette figure, le tuyau d'évacuation d'eau de condensation 10a communique avec l'intérieur de l'autoclave en un point situé légèrement au dessus du sommet du boîtier de soupape 32, de manière à maintenir dans le fond de l'autoclave une colonne de liquide dont le niveau supérieur dépasse à peine le sommet de la soupape. On peut éventuellement prévoir une entrée de liquide par le tuyau 33 contrôlé par une soupape bien que la condensation de la vapeur soit suffisante pour maintenir le liquide dans l'autoclave à un niveau approprié. Le trop plein est évacué par un tuyau 10a controlé par une soupape lla analogue à la soupape 11.
Le mode de construction suivant Fig. 4 permet de suppri- mer le tuyau d'arrivée d'air 31, vu que les niches de la soupape 7 se remplissent avec le liquide venant de l'autoclave ce qui permet de maintenir une pression appropriée à l'exté- rieur des boites lors de leur transfert de l'autoclave au réfrigérant.
La hauteur appropriée de la colonne de liquide de refreidissement devant être maintenue à l'intérieur du réfrigérant dependra les circonstances dans chaque cas individuel mais, de toute façon la pression exercée par le liquide au point où les boîtes sont introduites dans le réfrigérant doit être suffisante pour empêcher que les pouvercles des boites ±le
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soient soumis des efforts trop élevés de la part de la. pression intérieure. Toutefois,la pression da liquide de refroidissement doit être légèrement inférieure à la pression intérieure de? boîtes,
afin que le dit liquide ne soit forcé dans ces derrières. Ilva de soi que la pression qui devra être exercée par le liquide de refroidissement dépendra, d'une part,. de la pression intérieure produite dans les boîte'? sous l'effet de la température appliquée dans l'autoclave et, d'autre part, des dimensions et de la forme des boites traitées dans l'appareil.
Il est nécessaireque le passade des boîtes à travers le réfrigérant s'effectue à une vitesse correspondant à belle des autres machines faisant partie de la chaîne de produc- tion. On remarquera que dans l'appareil suivawt l'invention il suffit de varier la hauteur de la colonne de liquide dans le réfrigérant pour pouvoir utiliser une gamme correspondante des vitesses de rotation du tourniquet, tout en exerçant en même temps une pression appropriée sur les boîtes pénétrant dans le réfrigérant. La gamme des vitesses de rotation disponibles du tourniquet peut également être élargie clans une certaine mesure en codifiant la vitesse de circulation du liquide de refroidissement, lequel est introduit par le tuyau à jets 34 et est évacué par le tuyau de trop-plein 35.
Or. remarquera que le réfrigérant possède une hauteur suffisante pour qu'une grande partie du déplacement des boîtes ait liea au dessus du niveau moyen du liquide, suivant, les besoins,cette disposition permettant également qu'une partie du refroidissement se fasse par des jets de liquide.
Comme déjà indiqué précédemment, il est d'usage d'extrai.. re l'air des boites avant de les fermer hermétiquement. La pression à l'intérieur de telles bombes sera ramenée à la pression atmosphérique quelques instant avant l'échèvement
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du processus de refroidissement. Une caractéristique de la présente invention réside dans le fait que la pression exercée sur les boîtes par le milieu réfrigérant ne dépasse jamais la pression existant à l'intérieur des boites, de sorte que le liquide de refroidissement ne peut jamais pénétrer dans les boîtes et contaminer leur contenu. Pour cette raison, l'linvention prévoit que le refroidissement des boîtes sera achevé après leur émersion du liquide réfrigérant et sous la pression atmosphérique.
Dans le réfrigérant représenté dans les Fig. 1 et 2, ce principe est réalisé en soumettant les boîtes après leur émersion du liquide et à partir d'un point situé à mi-chemin de leur trajet à travers le réfrigé- rarit, à des jets d'eau de refroidissement dirigés de haut en bas sur les boîtes et venant du tuyau à jets annulaires 34
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Drévu dans la partie supérieure du réfrigérant, 1 ir[JYY!éd.icter'lent au-dessus de la rampe 24.
On comprendra aisément que chaque fois qu'une des niches de la soupape 7 vient en regard du passage par lequel les boîtes pénètrent dans le réfrigérant, elle se remplit de liquide provenant de celui-ci. Sans la prévision de moyens pour son évacuation, ce liquide finirait par pénétrer dans l'auto- clave, étant donnée la rotation de la soupape. La décharge continue du liquide de refroidissement dans l'autoclave par les niches de la soupape pourrait provoquer une chute de la température à l'intérieur de ce dernier, de sorte que le maintien de la température et de la pression voulues à l'intérieur de l'autoclave entraînerait une consommation excessive de vapeur.
Pour éviter cet inconvénient, on prévoit un tuyau d'évacuation 36 communiquant avec la partie inférieure du boîtier 32 entourant la soupape 7, ce qui permet d'évacuer des niches de la soupape le liquide entraîné depuis le réfrigérant
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et d'empêcher son introd>cti ori dans l'autoclave.
A mesure que les boîtes pénètrent dans le réfrigérant,
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elles q'L: :F"cJQYJt sur la rarnre hélicoïdale 24 et s '8,vr-mCf'mt en remontant sous la poussée des barres 28, et ceci à une vitesse calculée de façon que la diminution de la pression exercée par la colonne d'eau soit suffisamment progressive pour empêcher que la rapport entre cette pression et la pression à l'intérieur des boîtes varie dans des proportions
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susceptibles d'expcser ces dernières des efforts excessifs.
en d'autres termes, la vitesse d'élévation des boîtes doit être suffisamment grande pour que la pression exercée par le
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liouide sa trouve G;;::ez r'.piè¯e!"'1eL.t réci.lite à la valeur 2. laduelleellne risque plusd'exercer un effort excessif sur les couvercles des boîtes,- en raison de la chute de prussien
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... '¯' 2":t. ;. ....,..4. '')re'.;C i0:: (\.1" \Iv... lÇ-:............"",.I\.; partout ou cela. <?st pessible, il neuf être avantageuz, dans certains cas, de faire agir de '! 'air soc-s pression sur la surface du liquide de refreidissement, comme, par exemple, le. où l'on désire
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";'; '' ,l. j?rgsxi.oi"i s'exerçant sur 1')0 boîtes 3.
Ipur entrée dans le réfrigérant, sans être obligé peur cela. d'augmenter la hauteur de la colonne d'eau dans la mesure qui serait nécessaire au cas où cette pression supplémentaire devrait être
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fournie exclusivement par la colonne de liquide.
La variante montrée dans la Fig. 3 comporte un réfrigérant dont la partie supérieure est identique à celle du réfrigérant montré dans les Fig. 1 et 2, à l'exception de moyens prévus dans la dite variante et permettant un fonctionnement soit à la pression atmosphérique, soit à une pression supérieure à celle de l'atmosphère. Dans cette variante, la partie supérieure du réfrigérant est fermée par un couvercle 38, de manière à constituer une chambre de refroidissement fermée, laquelle peut être soit mise en communication avec l'atmosphère, au moyen du tuyau 39, par l'ouverture de la soupape 40, soit mise sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, en fermant la soupape 40 et en ouvrant la soupape 41, en vue de permettre l'arrivée de l'air comprimé par le tuyau 42.
Dans la variante suivant Fig. 3, la soupape 43 prévue pour l'évacuation des boîtes .est identique aux soupapes 5 et 7, en ce sens qu'elle est étanche à la pression et ceci pour des raisons bien entendues.
Lorsqu'il est mis en communication avec l'atmosphère au moyen du tuyau 39, le réfrigérant suivant la Fig. 3 fonctionne de la même manière que celui montré dans les Fig. 1 et 2. Toutefois, dès qu'on veut augmenter la pression s'exerçant sur les boîtes pénétrant dans le réfrigérant, dans une proportion telle que si cette pression supplémentaire devait être obtenue par une augmentation correspondante de la hauteur de la colonne d'eau, il serait nécessaire d'augmenter la hauteur du réfrigérant, il suffit de couper la communication entre le réfrigérant et l'atmosphère et introduire dans celui-ci de l'air sous pression par le'tuyau 42.
Dans ce dernier cas, il importe que la pression maximum de l'air introduit dans le réfrigérant ne dépasse pas celle qui peut être exercée en
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toute sécurité sur les boites lorsque celles-ci sont suffisamment refroidies et sur le point d'être évacuées du réfri- gérant.