Brevet FR2007904A1 — publié le 19700116

La présente invention concerne la fabrication de tubes de collagène, en particulier de boyaux de saucisse artificiels.» Il est intéressant de produire des boyaux artificiels par un procédé dans lequel le boyau est soutenu, en vue des opé-5 raticns qui suivent l'extrusion et la coagulation, grâce au fait qu'il est gonflé par de l'air maintenu sous une pression légèrement supérieure à celle de l'atmosphère «le diamètre du boyau pendant l'extrusion et la coagulation doit toutefois être ajusté avec des tolérances relativement étroites., 10 En outre, il est désirable quçie système pour l^tégla- ge du diamètre soit capable de compenser la présence d'imperfections, telles que des piqûres, dans le boyau en cours de production. Si, par exemple, on essaie de maintenir simplement une pression hydrostatique constante de solution pour la coagulation dans 15 le boyau à mesure que celui-ci est extrudé* dans le bain de coagulation, une piqûre et la fuite d'air qui en résulte abaissent la pression totale à l'intérieur du boyau à la valeur de la pression à l'ajutage et on obtient une certaine longueur de boyau étroit» Il est difficile en toutes circonstances de maintenir une pression 20 constante car celle-ci tend à varier périodiquement# 0rt la demanderesse a découvert qu'il est préférable de ne pas essayer de maintenir une pression constante de fluide de coagulation dans le boyau, mais de maintenir sensiblement constante la différence réelle de pression hydrostatique entre des 25 points déterminés choisis dans la solution de coagulation et à l'extérieur du boyau en cours d'extrusion. Il est alors possible de régler un facteur critique qui affecte le diamètre, à savoir la différence de pression, au niveau de l'ajutage d'extrusion, entre l'intérieur et l'extérieur du boyau qui se forme. Dans l'é— 30 tat où le boyau quitte l'ajutage d'extrusion, il n'est pas encore coagulé et il peut encore se dilater facilement, de sorte que les variations de pression ont un grand effet. L'invention a donc pour objet un procédé pour produire un tube de collagène et en particulier un boyau de saucisse arti-35 ficiel, dans lequel on extrude une pâte de collagène dans un bain de coagulation, on fait simultanément passer la solution de coagulation à l'intérieur du tube extrudé et on règle le diamètre du tube extrudé en surveillant et en maintenant sensiblement constante une différence entre la pression hydrostatique régnant en 40 un point de la solution de coagulation se trouvant à l'intérieur 69 14304 2 2007904 du "tube en cours d'extrusion et la pression hydrostatique régnant en un point dû bain de coagulation à l'extérieur de ce tube„ Si des variations de cette différence de pression sont compensées rapidement, on peut obtenir un boyau dont le diamètre 5 a une uniformité satisfaisante» Avantageusement, la compensation est automatique et est effectuée en réponse au signal de sortie d'un appareil sensible à la différence de pression» Dans le cas, qui est normal, où l'on maintient une pression hydrostatique de solution de coagulation dans le boyau en faisant circuler la 10 solution dans l'espace délimité par le boyau, une diminution de la différence de pression peut être compensée, par exemple, par un accroissement du débit à l'admission et/ou par une diminution du débit d'extraction et un accroissement de Indifférence de pression peut être compensé par des modifications opposées» 15 L'application du procédé de l'invention donne un boyau d'un diamètre sensiblement constant, même lorsqu'il présente des piqûres ou autres solutions de continuité qui provoqueraient théoriquement des variations de ce diamètre» Le diamètre utile du boyau obtenu dépend d'un certain nombre de facteurso Les proprié» 20 tés de la pâte de collagène elle-même constituent l'un des facteur s| la rapidité de coagulation dans le bain en est un autres la vitesse à laquelle le boyau est prélevé à la tête d'extrusion, c'est-à-dire la tension longitudinale dans le boyau, est encore un autre facteur, et la pression d'air de même que la prccs-fon 25 hydrostatique de la solution de coagulation dans le boyau, c3esta-dire la tension circonférentielle, constituent encore un autre facteur également» La différence de pression réelle est choisie empiriquement d'après ces variables» Si la différence de pression nécessaire est susceptible de se modifier pendant l'3es— 30 trusion, le diamètre réel du boyau peut être observé et la différence de pression peut être maintenue, réduite ou augmentée, suivant les nécessités» On peut alors éviter la formation d'un boyau qui bien qu'ayant un diamètre constant est trop grand su trop petit» 35 L'appareil au moyen duquel le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre est décrit à titre d'exemple avec référence aux figures 1 et 2 du dessin annexé» La figure 1 du dessin représente une cuve 1 pour la saumure dans laquelle a lieu l'extrusion et tin ajutage d'extru-40 .. sion 2 en pâte de collagène par une admission 3» L'ajutage BAD ORIGfNAL 14304 3 2007904 d'extrusion à cônes contra-rotatifs décrit dans la demande de brevet français n° 154.458 déposée par la demanderesse le 10 juin 1968 est par exemple approprié» La cuve de saumure est alimentée par une conduite d'alimentation 4 et l'excès de saumure s'échappe par un trop-plein 5o Le boyau en cours de formation est indiqué en 6 et entoure des tubes concentriques, à savoir, de l'extérieur vers l'intérieur un tube 7 pour l'admission de la saumure, un tube 8 pour l'extraction de la saumure et un tube 9 pour l'admission de l'air de gonflage,» A l'extérieur de ces tubes et au-dedans de l'organe intérieur de l'ajutage se trouve un tube 10 menant à une prise qui permet la mesure de la pression hydrostatique de saumure dans le boyau en cours de formation, des joints étant ménagés entre ce tube et les pièces mobiles de la tête d'extrusion. Une prise 11 permet de mesurer la pression hydrostatique extérieure de saumure exercée sur le boyau0 Les deux prises communiquent, par l'intermédiaire de pièges anti-poussière 12, avec une cellule 13 amplifiant la différence de pression0 Le signal de sortie de cette cellule fait agir un régulateur 14 du débit de saumure qui actionne lui-même un distributeur 15 d'une conduite d'alimentation 16 pour la saumure pénétrant dans le boyau en cours de formation. Cette saumure est propulsée par une pompe centrifuge 17 d'une capacité maximum de 8 litres par minute, cette pompe étant alimentée par un réservoir de saumure 18 qui contient un lit de sel solide qui a pour effet de maintenir constante la concentration de la saumure. La saumure est soutirée de l'intérieur du boyau par une pompe à engrenage 19 à un débit constant, par exemple de 2 litres par minute, et est renvoyée au réservoir de saumure. Au cours du fonctionnement de l'appareil, la pression hydrostatique de saumure dans la cuve est constante grâce au trop-plein 5» On modifie cette pression par modification du débit de saumure dans le boyau. Si la pression totale à la prise permettant la mesure de la pression intérieure diminue, par exemple à cause d'une imperfection dans le boyau extrudé par laquelle l'air s'échappe, on ouvre le distributeur 15 et une quantité un peu plus importante de saumure pénètre dans le boyau, de sorte que la variation de pression est compensée par l'accroissement résultant de -1a pression hydrostatique de saumure. Réciproquement, si une certaine variation, par exemple par 69 14304 4 2007904 passage d'une piqûre jusqu'à un endroit où la fuite d'air qu'elle entraîne exerce un effet négligeable sur la pression de l'air exercée sur la saumure à l'intérieur du boyau, le débit d'admission de la saumure est diminué car l'accroissement de la pression 5 hydrostatique de saumure, augmentée de la pression de l'air, devient trop importante, ce qui fait que la différence dans la cellule amplificatrice est trop importante et que le régulateur de débit de saumure ferme partiellement le distributeur 15<> La figure 2 représente un appareil de régulation un 10 peu plus compliqué» La cuve de coagulation est omise, mais les autres parties de l'appareil portent les mêmes références que dans la figure 1o L'appareil comprend en outre les parties suivantes. Les conduites 20 et 21 partant de la cellule amplificatrice de la pression différentielle passent par des robinets de 15 purge 22 et 23 et parviennent au réservoir à saumure 18. U n débitmètre 24 est monté dans le conduit 16 amenant la saumure à l'intérieur du boyau et un autre débitmètre 25 est monté dans le conduit 9 qui amène l'air de gonflage du boyau0 Le distributeur 15 agissant sur l'admission de saumure est actionné par voie 20 pneumatique et des conduites 26 et 27 assurent respectivement l'arrivée et le retour de l'air destiné au régulateur 14 du débit de saumure. Dans une variante, la conduite d'air en aval des régulateurs 28 et 29, dont le premier reçoit l'air d'un filtre 30, ma.ia en amont d'un régulateur 31 » est raccordée directement à la 25 cellule 13, ce qui assure une plus grande rapidité pour les variations de la pression de l'air que dans le cas où la transmission de pression se ferait uniquement par le moyen de la saumure. Un manomètre 32 & tube en U est également disposé en aval du régulateur 31 « 30 Des pressions d'air appropriées quand l'appareil est p en service sont de 5,6 kg/cm lors du passage par le filtre 30 et avant le régulateur 28 (X), de 2,8 kg/cm2 entre les régulateurs 28 et 29 (Y) et de 1y4 kg/cm2 entre les régulateurs 29 et 31 (Z). Le débit d'air à travers le débitmètre 25 peut donc être ^ de 0 à 5 litres par minute. La mise en service de l'appareil se fait de la façon suivante. On remplit d'abord le réservoir de saumure 18 au moyen d'une saumure saturée et d'une couche de sel sur environ les deux tiers de sa profondeur. On commence alors l'alimentation en 40 air comprimé et on règle le distributeur pneumatique 15 en vue 69 14304 5 2007904 d'un débit peu élevé. On fait fonctionner la pompe 17 et on ouvre les robinets de purge 22 et 23, puis on laisse la saumure circuler dans l'appareil pendant 2 on 3 minutes pour assurer une saturation et l'absence de tampon d'air avant la fermeture des robi-5 nets de purge. On commence alors à extruder la pâte de collagène et on la laisse prendre forme sur un tube protecteur disposé autour des tubes par lesquels la saumure est amenée dans le boyau et en est extraite. Cette protection, avant que la partie extérieure du bain de coagulation soit remplie, empêche le collagène 10 coagulé de colmater les tubes. Ensuite, on commence à introduire de la saumure dans le bain de coagulation et à admettre de l'air de gonflage dans le boyau. On ouvre au maximum le distributeur pneumatique de saumure pour l'intérieur du boyau et, lorsque la saumure déborde du tube protecteur, on retire graduellement ce 15 dernier et on commence à former le boyau. Finalement, on met la pompe 19 en service pour soutirer de la saumure de l'intérieur du boyau et on règle le distributeur pneumatique de la manière requise. On peut poursuivre l'extrusion aussi longtemps qu'on 20 le désire. Pour arrêter l'appareil, on arrête l'alimentation en pâte de collagène, on ouvre les robinets de purge 22 et 23 et on vide la cuve à saumure, puis on fait circuler de l9eau propre dans l'appareil, après quoi on arrête finalement les pompes et on interrompt l'admission d'air. 25 L'invention est encore illustrée par l'exemple sui vant relatif à la fabrication d'un boyau au moyen de l'appareil de la figure 2. EXEMPLE - On extrude un boyau humide dans l'appareil de la 30 figure 2 au moyen d'une pâte gonflée en milieu acide préparée par le procédé décrit dans l'exemple 1 du brevet français n°69/07.576. On prélève un tronçon de boyau et on le mesure à l'état humide à des intervalles de 305 mm, sur une longueur de 30,5 mètres. À raison de 80$, le boyau a un diamètre de 30,3 + 1 mm et les lirni-35 tes des fluctuations de diamètre sont comprises entre 28,5 et 31,7 mm (tous les diamètres étant mesurée sur le boyau disposé à plat). A titre de comparaison, on produit unboyau et on le mesure de façon similaire, mais sans cellule de mesure de la pression différentielle, en pompant simplement la saumure dans le 40 boyau et en la soutirant à des débits réglés. Pour 46$» le boyau 69 14304 6 2007904 accuse des variations de diamètre de 2 mm, la valeur moyenne étant de 31 ,5 mm. La variation totale du diamètre est plus grande, puisque celui-ci s'échelonne de 28,5 à 34,5 mm0 A titre de comparaison encore, on produit m, 5 boyau dans un appareil dans lequel une pression hydrostatique constante de solution de coagulation est entretenue dans la mesure du possible, au moyen d'un simple trop-plein, la saumure étant amenée par pompage avec tua débit constant. Dans cet appareil, seuls 39$ du boyau présentent une fluctuation du diamètre de 10 2mm, la valeur moyenne étant de 32,5 mm, et l'intervalle complet étant beaucoup plus important, à savoir de 27,5 à 35,5 mm» On exécute des mesures analogues sug^une longueur de 6,10 mètres, à des intervalles de 50,8 mm, et / obtient des résultats très semblables, bien qu'il en résulte que les lon-15 gueurs choisies ont un diamètre un peu moindre. Les valeurs réelles sont pour 90$ de 29,3 + 1 mm dans l'appareil à différence de pression avec un intervalle total de 27,5 à 30,5 mm; pour 51$ de 29,3± 1 mm avec pompage à l'entrée et à la sortie, avec un intervalle total de 26,5 à 32,5 mm, et pour 42$ de 30,5+ 1 mm dans 20 l'appareil à pression hydrostatique constante par trop-plein, l'intervalle total étant alors de 26,5 à 33»5 mm» La vitesse d'extrusion est de 8,23 mètres/'minute. La précision de réglage du diamètre dépend de la vitesse d'extrusion car, plus la vitesse d'extrusion est élevée, plus les 25 variations de pression hydrostatique dans le liquide de coagulation risquent de se manifester^ravidement pour que le temps de réponse du régulateur permette la compensation# 69 14304 7 2007904 REVENDICATIONS 1o Procédé de fabrication d'un tube de collagène et en particulier d'un boyau de saucisse artificiel, dans lequel on extrude une pâte de collagène dans un bain de coagulation et on fait 5 simultanément passer une solution de coagulation à l'intérieur du tube extrudé, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on règLe le diamètre du tube en cours d'extrusion en surveillant et en maintenant à une valeur sensiblement constante la différence existant entre la pression hydrostatique en un point de la solution de coa- 10 gulation, à l'intérieur du tube qui est extrudé, et la pression hydrostatique en un point du bain de coagulation, à l'extérieur de ce tube. 2. Procédé suivant la revendication 1,caractérisé par le fait qu'on maintient la différence de pression en compensant toute 15 fluctuation par un ajustement des niveaux relatifs de la solution de coagulation à l'intérieur et à l'extérieur du tube» 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on ajuste les niveaux relatifs en modifiant le niveau de la solution de coagulation dans le tube. 20 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on modifie le niveau de la solution de coagulation dans le tube en agissant sur le débit d'admission de la solution de coagulation, le débit d'extraction étant maintenu constant. 5. Procédé suivant la revendication 3» (caractérisé 25 par le fait qu'on modifie le niveau de solution de coagulation dans le tube en modifiant le débit d'extraction de la solution de coagulation, le débit d'admission étant maintenu constant. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la différence de pression 30 est décelée par une cellule sensible à la différence de pression dont le signal de sortie provoque le fonctionnement d'un dispositif qui compense toute variation de la différence de pression. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la régulation avec réfé-35 rence à la différence entre les pressions hydrostatiques est complétée par une régulation avec référence directe aux variations de la pression de l'air dans le tube, au-dessus du niveau de la solution de coagulation,.