Brevet FR2005798A1 — publié le 19691219

i 2005798 L5 lavent ion concerne des appareils ou ûi&clïines de iaalai:age9 ainsi que leurs éléments constituants» L'invention trouve un dotuaine d5application dans les isachi-nés pour malaxer et travailler la pâte à pain.» afin d'obtenir les 5 propriétés requises de rétention de gas au cours de la fabrication du pain et de produits similaireso Pour travailler on élaborer la pë'te» on la soumet à -,ujb action do battage et de pétrissage qui modifie ses propriétés rfaéo— logiques d-a telle sorte qu'elle prer.se une fsrae se prétest à la 10 rétention de gaz. Il est décrit, dans le brevet dsinvention français n°t -S 12 Q0% un exemple de machine pour malaxer et -travailler la p$te. Cette œachine comprend une chasibre d9 alimentstion renfermant une vis transporteuse qui transmet les matières partir desquel-15 les la pâte doit être faite, à une chambre de malaxage où cestaa~ tières sont mélangées sous'1* action de rotors et de stators s ainsi qu'à une chambre de travail dans laquelle la pâte est codifiée sous l'effet d'autres rotors et stators qui exercent svr elle une action d'étirage et de relâcnesssnta Mais il n'eat pas 20 rtécessaire de limiter les fonctions de malaxage et de travail de .la pâte à des chambres séparées,et il existe des modèles de la machine dans lesquels les rotors et les stators servent à la fois à mélanger et à travailler la pâte» Dans la machine selon le brevet précité- la pâte est n^Isn-23 gée et travaillée par un dispositif comprenant «a rotor* -i-après appelé "alternateur axial Mj. constitué par éavm paires de lc~es ct>J. sont inclinées en sens opposés sur l'axe de 1 * alternateurc-ie sorte eue- lorsque 1 * alternateur tourne dans ans matière visqueuse, il spexerce sur cette matière une poussée axiale rssttl-30 tante très Irissitëe sinon ïtxL1@p tandis q»#«na action de -.-.lînxsge par mouvement alternatif s'établit pratiquement -Jeas un pks& parpendiculaire -à l'axe de rotation de 1"alternateur• On a toutefois tfrfesernré que ce E&lsxsçe est incomplet et çue In pâte traverse 'la machiaa en couche annulaire^ les différentes âS couches se maintenant à des distances r^-Siales- ssH^iblenr-xfc. ëon&> tante^de î'ais® de rotation de 1 * alternateur» Coiss la vitesse linéaire des lames augmente a~se 1~. distance à l'axe d"- l'arbre sur lequel 1 ' alternateur est sos.t:5j les couches annulsirès de pâte sont soumises à une action croissante de malaxage- ot de 40 travail au fur et à mesure que leur rayon au§aaeatôo ORIGINAL ' ~'l 69 10726 2005798 ■Outre qu'ailes sont aoîssicss à un malaxage et :u> travail variables au cours de leur passage à travers la ehaabre de sialaxag-s et de travail, les différentes couches de pâte traversent la machine à différentes vitesse*. Par- exemple, s'agissant de pâte à 5' pain, on a constaté expériiasiataisïaent que xa vitesse dé passage des couches internes de pâba peut être supérieure ds 30% à celle d'«ne couche inter&édiaira a tandis que celle des couches externes peut être inférieure de SO%» Le fait qiiû les couches internes sont soumises à un degré moins poussé de tsalaxay-a, et leur ÎO traversée plus rapide ds la-chambre par rapport ausc couches externes, ont pour effet, en. s"additionnant, que ces couches internes sont "sous-travaillées® d&sts une mesura considérable. Au . lieu de recevoir 1 * énergie au taux optimal «ae 0,88 eh.ain/fcç, les couches internes de pâte pauv-mit recevoir l'énergia à raison de 15 moins de la moitié de ce taux« Si le morceau de pâte «xtrudé de la îsachine est déeeupë, ssi-s «s ôîs^le, vérifié et cuit, la Majeure partie du pain fini aura une bonne texture, mais il contiendra un noyau à texture cuve*:b?. avec des pavois d'alvéoles épais-; ses.» • • ' • 20 Bien que Ieinvention soit décrite essentiellement à propos de pâte à painv il est Jïien «aeifcsndu qu'elle ne se _ liai te pas à -la préparation, de celle-ci et qu'elle est «yrslement applicable au ferai testent d'autres Ratières similaires.^ par mx&sçle de pâte , • lisse- à gâteau» et de matières plastiques .^mfchétiqiï&s à l'état 25. rass&lli. , Selon '1 *invention, on prévoit un rotor susceptible d'être utilisé dans daa malaxeurs ec/oq pétrins et c.oaiprea^Rt deux parties placées à des distanças radiales différentes -afc agencées de façon à (délivrer, "Ictrm- ds Xs- rotation du rotor, des farces d'en-3C traiaemnt dans de» dir«ctioîîH «claies respac tiveïasst*u opposées « v%î tel sosor sera appeié "inverseur ra^Lai"® Les deux parties de l'inverseur radiai -yeuvent être d«s la— mes- de rotor qui & 35 nas aanulaires BensH>îei«sac concentriques » la lame q.^x est destinée à balayer l'une des aones- étant inclinée sur l*&xa de l'invar-seur radial en sens opposé par rapport à celle qui est agencée de façoa à balayer l'autre zone, de sorte que, lurs de la rotation de a 'inverseur radial, de» forces d*entraînement opposées soient: 40 produites dans les deux aones annulaires • Ç0PY 69 10726 3 2005798 Selon une forme préférée d »exécution, l'inverseur radial comprend une série interne de quatre lames de rotor dirigées radialement, réparties uniformément autour.de l'axe de l'inverseur et a-gencées de sorte que, lors de la rotation de l'inverseur, elles 5 balayent une zone annulaire interne, ainsi qu'une série externe de quatre lames de rotor dirigées radialement., réparties uniformé-.ment autour de 1'axe de 1'inverseur et agencées de façon à balayer , une zone annulaire extérieure lorsque l'inverseur tourne, les lames de la. série interne étant inclinées sur l'axe .de l'inverseur 10 en sens opposé par rapport aux lames de la série externe. ... . . , Le rayon extérieur de la zone interne peuti être égal ou juste inférieur au rayon intérieur de la zone externe. Les. extrémités radialement externes des lâmes de la série interne et les extrémités radialement internes des lames de la sé— 15 ri« externe peuvent être fixées rigidement à une couronne disposée entre les zones annulaires intérieure et extérieure. Selon une forme d'exécution préférée de l'inverseur, les surfaces des zones annulaires intérieure et extérieure sont approximativement égales, c'est-à-dire que la surface de passage de la 20. pâte vers l'avant et en sens inverse est approximativement la même. Cependant, du fait de la vitesse moyenne linéaire plus élevée des lames dans la zone externe, un léger mouvement vers l'avant peut être au total communiqué à la pâte. ..Un appareil convenant à la production de pâte à pain comprend 25 une chambre de malaxage et de travail qui loge un certain nombre d'éléments rotatifs pour malaxer et pétrir la pâte, ainsi que des moyens pour faire avancer celle-ci à travers la chambre. L'un au moins des éléments rotatifs est constitué par un inverseur radial qui présente des lames de rotor dans différentes positions radia-30 les à l'intérieur de la chambre, la lame ou les lames situées dans la plus interne des deux zones étant inclinée(s) sur l'axe de l'inverseur radial en sens opposé par rapport à la lame ou aux lames de la plus externe des deux zones, de sorte qu'en service, lorsque l'inverseur radial tourne, la pâte de la zone interne soit entraî-35 née par les inverseurs radiaux dans une direction axiale opposée ... au sens général de passage et que la pâte de la zone externe soit entraînée par les inverseurs radiaux dans la même direction que le sens général de passage. La machine de malaxage et de travail de la pâte peut compren-40 dre deux inverseurs radiaux montés à rotation sur un arbre d'en- copy 69 10726 4 2005798 traitement commua ©t moias iîe alternateur esial interposé tre eux et également asont^ à rotation sur l'arbre, ainsi r."?r.s m ei'itr® -fsl&rsz*.- s **.3-«.près apps-X-% "oz^çr» à d *6$ ~G?":nt8! j présentant v.;:r. 3.îsf,® de rotor inclinée sur *3» - «.va d« tells sorte que, quand il est .mis en .retaWL©!? dans is, p£ --ts3 des forces d'entraînement a-xi aies dans la rnêae directi-as eus le sens général de passage soient engendrées dans la pâte par est organe d•entrainomsnt• L'irvsatie» va maintenant être décrite à l'aide d'un eases» 1C- pie j ©n référeac® as dessins aœ>.@3sés« La figure 1 est une coupa longitudinale d'is» sïaenine de malaxage et de txavsil pour pât® à pain ; la figure 2 est «ma ime d'extrémité d'un inverseur radial- i at la figura 3 est uno vue an élévation latérale de l'inver-15 seur de la figure 2o La machine de malaxage et de travail 10 représentée sur la fi?wre 1 est destinés à la production en continu de pâte à psJLao h& sachias 10 est ces^asée d'une chambre d'alimentation 12 et d'une chambra 14 de malaxage et de travail. La chambre d'altess-20 tation 12 présente une enveloppe cylindrique 16 munie d'un orifice d'entrée 18 à sa partie supérieure. Une vis d'Archimède 2© est placée @n position coaxiale à l'intérieur de la chambre d'alimentation 12 et est calée sur un arbre d'entraînement principe--1® 22 qui traverse la chambre 14 de malaxage et de travail® A 25 l'extrémité de la chambre d'alimentation 12 opposée à la chambre 14, l'arbre principal 22 est accouplé à un mécanisme réducteur 24 entraîné par un moteur électrique 23 par l'intermédiaire ê'm mécanisme à vitesse variable 25 et d'un entraînement à courroie 27f de sorte que l'arbre 22 puisse être entraîné à toute vitesse 30 voulue entre 63 tr/nra et 382 tr/mn. L'arbre principal 22 est en porte-à-faux, n'étant supporté qu'à l'une de ses extrémités par des paliers appropriés, dont l'un seulement a été représenté en 26 dans le dessin® La chambre 14 d® malaxage et de travail a une section cir-35 culaire et elle est enfermée dans une enveloppe 28 qui est fixée de façon amovible à l'enveloppe 16 de la chambre d'alimentation® L'enveloppe 28 est constituée par une série de segments d * enveloppe 30-37 qui sont raccordés entre eux de façon démontable pour faciliter les opérations de nettoyage et de réglage. A par-4© tir de 1*enveloppe 280 un certain nombre de stators constitués BAQ ORIGINAL 69 10726 5 2005798 par des chevilles 38 et des lames 3S font saillie radialement vers 1* intérieur dans les sections de la chassbee délimitées psr les segments d'enveloppe 30 à 35 et 36, 37 respectivements ces stators étant entremêlés de trois types de rotors qui, pour sim= 5 plifier la description, seront appelés "organes d'entraînement" 40, "alternateurs axiaux® 42 et "inverseurs radiaux" 449 disposés dans l'ordre indiqué et clavstés sur 1 * arbre principal 22« Chaque organe d'entraînement 40 est constitué par dcsux paires de lames 46 et 48 qui sont dans une position angulaire telle 10 que, quand l'organe tourne dans un liquide, la poussée axiale qui en résulte est dirigés de façon à favoriser la poussée due à la vis 20. Chaque alternateur axial 42 comprend deux pdres de lames 50 et 52 dans une position angulaire telle que, lorsque le rotor est mis en rotation dans un liquide9 il n'en résulte aucu-= 15 ne poussée axiale. La structure et l'action des alternateurs axiaux 42 sont décrites de façon plus détaillée dans le brevet précité• Chaque inverseur radial 44 (figures 2 ©t 3) comporte tisi moyeu 54 calé sur l'arbre principal 22. A partir du moyeu 54 s*é= 20 tendent radialement vers 1 "extérieur deux paires de lamas 56 ia 25 rieure de laquelle s'étendent radialement vers l'extérieur de^r autres paires de lames 60 inclinées de façon à repoussez* le 11» quide de l'espace qu'elles balayant dans la raêiae direction que le sens général du courant. L'effet de ces actions antagonistes sera décrit ci-après. 30 L6enveloppe 28 est munie de chemises à circulation d'eau 52o La température dans la càaiabre 14 peut être ajustée par 'an régla» ge de la température et/ou du débit de I'eau mise en circulation dans ces chemises 62 „ Sans la farine d'exécution représentées 15arbre principal 22 35 a une longueur telle que seize rotors peuvent être calés s»i^ laie Dans d5autres formes d'exécution,il peut être prévu un nssabre plus élevé de rotors et, en conséquence^ de segsaents d*enveloppeo Les segments d'enveloppa et les rotors sont construits de telle sorte qu'ils puissent êtr® facilement démontés at remplacés au 40 besoin par des éléments d'écartassent « Les rotors sont glissés sws > i«| ORIGINAL 10726 2005798 l'arbre principal 22 et en place l.-j. .aoyeîi d-jsou 64 si'i»îié sa aveïit de 1 * orgeas cï0 tsiitraînement i29 leq&sl est ss^tbla— bis à l 'orgaas d ' esatr sîfêe@6i£i, 40 mais pré&^is'Ls dat isapous de nylon aux bouts cm ses' !£»&»-• «in ou plusic.irà rote«2,£ peuvent ê*= tr«s remplacés par un û ëcarteraeni, iij.se.tir -uîoa r«prése&^ té) o Le but eie ces éié^ats u*éeartement de refaire le tré» vail effectué par les xx*U»r* aux la pâte, &csion câ qui sera expliqué ci-après« Les segments d'enveloppe 30 à 37 sont x;„sâs pg&- des Voulons longitudinaux (non représentés) qui trave^&^it Xea càeraissi» à circulation dceati 62 et sont vissés dans a -extréaitè de * :snve-loppe 12 de la chambre d4 alias ntation. Outre qu'elle pejsaat -J® sadifier.' le KGîasre cioa êlém&ûkB as-tifs, la for&e de consvsucttioQ des rotors si des saspœnts à^ea-® velQppê fournit la possibilité de démonter iracil@jas.it les parties de la machina qui eatr&nfc en contact -avec la pâte, ce qui facilite leur nettoyage. Lorsque la machine à malaxer et à travailler ®st en marche, la farine est introduite par l'orifice d'erstiée La fe:dLae tosioe sur la vis d'Archimède 20 qui est eiaurainée en rotation dsas m sens tel qu°@3.i orifice d'entrée l8o Sans la chambre 14, les trois premiers ©rganee â( entxaiae-» jaeai 40 malaxent les ingrédients de la pâte en ccos ,rant avec las chevilles de stator 38 çui leur sont associées at ils repensent vers les autres rotors f c'est-à-dire les jua^-s-rsetirs ©sri^ux et reçu, aux et d'autres organes drentra£ne&@&t 40® te rôle principal des organes d'entraînement 40 subséquents est de ssain— tenir le courant de pâte a travers la machine. 10, «sais il« oop« triû'aeat aussi dans "ob& mesure, » ^attre BAD ORIGINAL 69 10726 7 2005798 poussée étant inversé une fois à chaque tour de l'arbre 22. Les alternateurs axiatx 42 qui sont proches de 16extrémité d'entrée de la chambre 14 ont principalement un effet de mélangeage, tandis que ceux qui sont placés plus loin en direction de 1 ' extréral-5 té de sortie de la chambre 14 ont progressivement un effet de travail ou d'élaboration de pltis en plus marqué. Le rôle des inverseurs radiaux 44 est d'assurer que toute la pâte qui traverse la chambre 14 est malaxée et travaillée uniformément et maintenue à une température uniforme ; à cette fin, chacun de ces inverseurs 10 radiaux est agencé de façon à décélérer la pâte qui progresse dans la zone radialement îaterne„ voisine de l'arbre 22 et à accé= lérer la pâte qui progresse dars la sons radialement externe au voisinage de 1'enveloppe 9 tout en effectuant u& transfert constant de pâte entre la zone interne et la zone externe et vic©-15 versa. Comme on peut le voir dans la figure 1» les inverseurs ra>= diaux 44 sont placés à intervalles le long de l'arbre 22. Dans la chambre 14, les propriétés rhéologiques de la pâte sont modifiées par l'action de frappage et de pétrissage des la-20 mes 46, 48 des organes d'entraînement, des lames 50, 52 des alternateurs et des lames 56, 60 des inverseurs, et plus particulièrement par celle qui résulte de la coopération des lames 46, 48, 50, 52 et 60 avec les chevilles 38 et les lames 39 du stator. 25 Lorsque l'inverseur radial 44 est entraîné en rotation, les lames 56 et 60 ont respectivement pour effet de repousser les eou-= ches internes de pâte dans une direction (indiquée par les flèches A, figure 3) opposée au sens général du courant (indiqué par la flèche B) et les couches externes dans la même direction 30 que le sens général du courant (flèche G)« Ces actions antagonistes ont pour effet de décélérer les couches internes et d'accélérer les couches externes de pâte, créant une action de malaxage (comme indiqué par la flèche D) perpendiculaire à la direction axiale du courant et s'étendant sur tou-35 te la surface balayée par l'inverseur radial 44, de sorte que la totalité de la pâte est mélangée et travaillée approximativement dans la même mesure. En outre, l'introduction des inverseurs radiaux à distance les uns des autres sur la longueur de la chasnbre 14 sert à réduire à 40 un minimum la différence de température entre les couches inter 69 10726 B 2005798 nés et externes de pâte extrudées par la machine 10. Les inverseurs radiaux ont donc tendance à pallier aux difficultés qui résultent d'un malaxage insuffisant de la pâte et, en -empêchant la formation de couches annulaires,.ils assurent une 5- application•uniforme d'énergie à la totalité de la pâte. Outre leur action de malaxage,-les;alternateurs axiaux at les . . inverseurs radiaux, en coopération .avec, les stators, pétrissent • - ; .ai ou travaillent la pâte par une action d'étirage et de relâchement. • comprendra aisément qu'il.existe, en ce qui concerne les ... 1° lames des inverseurs radiaux, d'autres dispositions permettant -a "ï.'ïv-d'obtenir l'action voulue de malaxage et de travail, la seule .- condition requise étant que les lames présentent, sur l'axe de l'inverseur, une inclinaison telle que les couches internes et . externes de pâte soient repoussées respectivement dans la direc-15 tion opposée au sens général du courant et dans la même direc-tion que celui-ci. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence aux dessins . annexés, a été donné à titre purement indicatif et nullement li-20 mitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. Copy 69 10726 2005798 REVENDICATIONS 1» Rotor pour un malaxeur et/ou un pétrin à passage axial continu, comprenant deux parties situées, -à différentes distances es direction radiale et agencées de façon à exercer, lorsque le ro-5 tor est en rotation, des forces d'entraînement dans des directions axiales respectivement opposées.- 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu 4. Rotor selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les extrémités radialement externes des las&s de la sérrVs interne et les extréaités radialfiaent internes des lames de la série externe sont fixées rigidement à uae couronne placée entra les 30 zones annulaires interne et externe. 50 Rotor selon l'une des revendications 2 à 4*. caractérisé vsx le fait que les surfaces des zonas interne qt externe sent appre mativement égales* 6» ~ Halaxaur et/ou pétrin à passage axial, dans, lequ^i ro-35 tor selon les revendications 2 à i .est monta sur un. arb"ti rotati à l'intérieur d'une chambra de malaxage et/ou de pétrissage équi pée de moyens pour entraîner an panasse nos la matière à malaxer et/ou à pétrir à travers elle le long de l'arbre, ainsi que de premiers et de seconds moyens de malaxage et/ou de pétrissage, 40 respectivement placés en amont et en aval du .rotor dans la direc - A COPY 10726 lo 2005798 tios». progression cî« -la siatièr^j les lam^ .•?* der, séries interne «t externe ébsrvi:. i.«cÂ.'!,««