Brevet FR2006446A1 — publié le 19691226

i 2006446 La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour l'aplatissement d'un tube extrudé et gonflé en vue de faciliter le traitement ultérieur de ce tube. L'invention concerne plus particulièrement un procédé et un appareil pour l'aplatisse-5 ment d'un tube gonflé destiné à être utilisé pour la production de l'enveloppe ou peau pour des produits alimentaires. Les tubes auxquels la présente invention, se rapporte sont ceux qu'on obtient en général par exfcrusion de matières telles que le collagène, les alginates ou les amidons, tubes qui sont 10 habituellement utilisés comme peaux ou enveloppes pour denrées alimentaires, c'est-à-dire qui servent dé récipient, moule et enveloppement pour des produits alimentaires qui sont enfermés et traités à l'intérieur de ces peaux. Dans la fabrication des tubes à partir de ces matières, on,se 15 heurtait jusqu'à présent à de nombreux problèmes pour la manutention de ces matières, en particulier après l'extrusion de ces matières en tube. Par exemple, dans le cas de l'extrusion. des peaux tubulaires collantes, délicates et fragiles, telles que celles qu'on obtient à partir des compositions de collagène, le tube ex-20 trudé et gonflé est envoyé à un séchoir primaire, dans lequel il passe et où il subit un séchage suffisant pour lui donner une résistance mécanique et une cohésion qui lui permettront de résister aux traitements suivants. Ce tube, ayant subi son séchage préalable, est ensuite aplati pour former une bande de peau apla-25 tie et à deux épaisseurs, de sorte que l'on peut ensuite le faire passer dans une série de bacs de bains liquides de traitement sans endommager la peau. L'aplatissement de cette peau sert à l'empêcher de se tordre et/ou à éviter qu'elle n'entraîne intérieurement de l'air dans son passage à travers les bains liquides de traite-30 ment. . - - Jusqu'à présent, on aplatissait ces peaux tubulaires extru-dées et gonflées au moyen de deux rouleaux de pincement tournant en sens inverse l'un de l'autre et qui étaient habituellement placés à l'extrémité de sortie du séchoir primaire. Dans un exem-35 pie type, ces rouleaux de pincement comprennent un rouleau inférieur entraîné et un rouleau fou, équilibré, placé au-dessus et en face du rouleau inférieur entraîné. Le rouleau fou est généralement équilibré par des poids mobiles, de sorte qu'on peut le régler pour donner la pression optimale pour l'aplatissement du 11982 2 2006446 tube, tout en compensant lès variations des pressions d'air utilisées pour gonfler le tube, ainsi que les différences de dimensions de ce tube lorsque le tube passé entre le rouléaa fou et le rouleau inférieur entraîné. 5 Dans ces installations, il était difficile, sinon impossible, d'ajuster convenablement la pression exercée par le rouleau fou pendant le fonctioneement. Si l'on règle le roulëaufoude façon qu'il s'appuie sur la peau avec une trop forte pression, cette peau risque d'être déformée excessivement et/ou endommagée. In-10 versement, si l'on règle le rouleau fou de façon qu'il exerce une pression trop faible, l'air utilisé pour gonfler "le tube s'échappe , de sorte que le tube aplati se regonfle pendant son déplacement en direction des bains liquides de traitement. Lorsque ceci se produit, le tube regonflé tend a se "tordre'en corde et 15 il n'est plus possible de le maîtriser pendant son passage dans les bains liquides de traitement. En outre, le frotte&ent des paliers et l'inertie de l'équilibrage de ce dispositif aggravent encore ces conditions. ~ " L'utilisation tie rouleaux de pincement a également pour effet 20 d'aplatir excessivement la peau tubulaire gonflée le long de ses bords, ce qui provoque la formation de plis à angles vifs dans la peau, avec formation de lignes longitudinales de faible résistance dans la peau finie. Même en réglant les rouleaux de pince-mëht de la façon la plus soigneuse, on ne peut pas éviter d'impo-25 ser une contrainte excessive sur les bords arrondis du tube pendant son aplatissement. Par àilleurs, si le tube présente des plissements ou fronces excessives dans ses bords pendant son aplatissementy on constaté une tendance encore plus grande-de cette partie du tube à porter la totalité de la force exercée par le 30 rouleau fou, ce qui provoque une détérioration encore plus grave du tube en ces points. ~ ' » ' ♦ * ' Pour éliminer ces difficultés, il a déjà été proposé diverses solutions consistant à recouvrir le rouleau fou de matière plastique afin; d'obtenir une répartition plus régulière- des pressions 35 exercées par ces" rouleaux. On a donc utilisé dans ce sens des matières telles qite' ia mousse de caoutchouc, la laine et le nylon ainsi que des combinaisons de ces diverses matières- pour recouvrir le rouleau féu dans le but de former une sous-couche uniformément élastique sous un revêtement ou recouvrement non' adhérent. 11982 3 2006446 Normalement, le rouleau inférieur entraîné est réalisé en un métal dur qui a été revêtu d'une matière qui empêche le tube d'adhérer» On estimait donc nécessaire de revêtir ou de recouvrir les deux rouleaux de pincement d'une matière qui les rende non 5 adhérents. Néanmoins, même avec l'entretien et le réglage le plus soigné du rouleau fou, on constatait encore des détériorations des peaux tubulaires. L'invention a pour but de fournir un procédé et un appareil pour l'aplatissement des matières tubulaires extrudées gonflées 10 sans endommager ces matières avant de les soumettre à un traitement ultérieur. La présente invention a pour objet un procédé d'aplatissement d'un tube gonflé qui consiste à faire passer un tube gonflé sur une surface porteuse courbe et tournante, et à projeter un flux 15 de fluide sur la surface de ce tube dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube en cours d'avance, au moment où. ce tube entre en contact avec la surface porteuse, afin d'écraser et d'aplatir le tube. La présente invention a également pour objet un appareil pour 20 l'aplatissement d'un tube gonflé, qui comprend des moyens servant à faire passer le tube gonflé sur un élément porteur courbe rotatif, une buse disposée au-dessus de cet élément porteur et qui sert à projeter un flux de fluide sur le tube gonflé, cette buse présentant un orifice de sortie situé dans un plan sensiblement 25 parallèle à l'axe longitudinal du tube gonflé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. 30 Sur ce dessin, la figure 1 est une vue schématique, en élévation de côté, qui montre une installation utilisée pour extruder et fabriquer des matières tubulaires aplaties suivant l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation de coté à échelle agran.-35 die, qui montre la configuration d'un tube écrasé et aplati par le procédé et l&ppareil suivant l'invention ; la figure 3 est une vue prise suivant la ligne 3~3 de l'appareil de la figure 2, qui montre la configuration d'un tube écrasé et aplati par l'appareil de la figure 2 ; et i>9 11982 4 2006446 la figure 4 est une vue analogue- à la figure 3 et montrant une partie d'un appareil connu et utilisé dans la technique antérieure. Sur la figure 1, on a représenté une extrudeuse 10 utilisée 5 pour extruder une matière qui sort d'une filière annulaire il sous la forme d'un.tube 12, après quoi le tube est généralement gonflé par des moyens bien connus. Ainsi qu'on l'a exposé plus haut3 lorsqu'un tube tel que ceux que l'on peut obtenir à partir de compositions de collagène est extrudé, on le gonfle-et il est 10 ensuite de préférence soumis à un séchage préalable qui lui donne un certain degré de résistance et de cohésion, de sorte qu'on peut facilement le soumettre à un traitement ultérieur. Pour obtenir ce résultat, on peut placer un séchoir primaire 14 dans le prolongement de 1'extrudeuse 10 de façon que le collagène tubu-15 laire extrudé et gonflé puisse passer dans ce séchoir et y être séché. Le tube gonflé 12 est ensuite guidé et appuyé sur la surface supérieure d'un support tel qu'un rouleau entraîné 16 au-dessus duquel est placé un moyen de projection de fluide tel qu'une buse d'air 18, qui est équipée d'un conduit 18a relié lui-20 même à une source d'alimentation d'air appropriée (non représentée). Le débit de l'air qui sort de la buse 18 et qui est projets sur la matière tubulaire gonflée 12 écrase et aplatit le tube gonflé 12 sur la surface du rouleau entraîné 16 avant que le tube ne quitte cette surface et ne soit entraîné vers et dans uns se™ 25 rie de bacs 20 de liquides de traitement. Les bacs 20 sont normalement équipés de plusieurs rouleaux entraînés 21 et de rouleaux fous 22 sur lesquels le tube aplati 13 passe à l'intérieur des bacs de traitement 20. A sa sortie des bacs 20, le tube aplati 13 est envoyé aux traitements ultérieurs. 30 Sur la figure 2, la référence 17 représente un jet d'air à vitesse relativement grande, qui est projeté de l'orifice 19 de la buse 18 sur la matière tubulaire 12. L'orifice 19 doit être de préférence formé de façon à être au moins aussi large que la matière tubulaire à aplatir. Sur la figure 2, la référence 30 dési-35 gne l'angle d'approche du tube gonflé 12 qui est amené sur le rouleau entraîné 16. Dans le présent mémoire et dans les revendications, on entendra per "angle d'approche" l'angle formé par deux rayons du rouleau entraîné 16 qui renferment entre eux au moins une partie de COP^ 69 11982 5 2006446 l'arc décrit par le tube aplati 13 en contact avec la surface du rouleau entraîné 16 (figure 2). L'angle d'approche 30 doit être de préférence compris entre 15 et 45°. L'un des rayons qui définissent l'angle d'approche 30 est défini par le point auquel le 5 tube gonflé 12 entre pour la première fois en contact avec la surface du rouleau entraîné 16 fiandis que l'autre rayon est défini par le point de la surface du rouleau 16 par où passe un —. plan tangent à ce rouleau qui est parallèle à l'axe longitudinal - dû tube; gonflé 12 lorsque ce tube se dirige vers le rouleau 16. 10 Dans-une forme préférée de réalisation, la surface du rouleau entraîné&-l 6 est revêtue d'une matière mouillable 3*1, formant mèche (figure 2) telle qu'un papier absorbant, que l'on peut mouillér à l'aide d'un fluide non collant et de façon que le tube aplati 13 puisse être facilement séparé du rouleau 16. 15 Sur la figure 4, on a représenté un rouleau inférieur entraî né -40 -et un rouleau fou équilibré 42 qui constituent à eux deux les rouleaux de pincement connus tournant en sens inverse, du type^qui est habituellement utilisé pour aplatir et écraser les tubes extrudés. La référence 44 désigne une matière élastique 20 déposée sur la surface d'un rouleau fou 42 tandis que la référence v 46 désigne une matière non collante posée sur la surface du rouleau inférieur entraîné 40 et sur la matière élastique 44 qui recouvre la surface du rouleau 42. La référence 48 désigne une matière tubulaire aplatie et écrasée par le rouleau fou 42 et le 25 rouleau inférieur entraîné 40. Ainsi qu'il est bien connu, l'extrusion des compositions de ' CCTl-lagèrie sous forme tubulaire donne un tube de collagène qui est -- déliciat, -fragile et collant. Pour empêcher le tube de collagène extrudé de s'aplatir sur lui-même et pour éviter que ses parois 30 n'adhèrent l'une sur l'autre, on maintient ce tube sous une forme tubuï'aire en le gonflant à l'air pendant son extrusion, de façon qu'il"puisse être envoyé aux traitements ultérieurs. En raison des caractéristiques de faible résistance de cohésion du tube de collagène extrudé, la pression d'air utilisée pour le gonfler 35 initialement est très faible, normalement de l'ordre de 5 à 25 millimètres de hauteur d'eau. Si l'on utilise des pressions de gonflage supérieures à 25 millimètres de hauteur d'eau, le tube de collagène fraîchement extrudé a tendance à éclater ou à s'étirer excessivement, tandis qu'une pression de gonflage inférieure à COPY 69 11982 6 2006446 5 millimètres de hauteur d'eau n'est pas suffisante pour maintenir le tube de collagène fraîchement extrudé sous sa forme tubulaire. On décrira maintenant un exemple type de fonctionnement de 5 l'appareil suivant l'invention en se reportant plus particulièrement à un tube extrudé obtenu à partir d'une composition.de collagène et en regard du dessin annexé. Ainsi qu'on l'a souligné plus haut, lorsqu'un tube de collagène extrudé a été gonflé, il est avantageux de le faire passer 10 dans un séchoir primaire 14 où il est habituellement soumis à un courant d'air chaud maintenu à une température comprise entre 40 et 90°, pendant une période comprise entre 1 et 3 minutes. Pendant cette phase de séchage primaire ou séchage préalable, le tube de collagène subit une perte d'eau suffisante pour lui don-15 ner le degré de résistance et de cohésion qui lui permettra de subir les traitements ultérieurs sans être endommagé. Le tube de collagène 12, qui a ainsi subi son séchage primaire et qui est gonflé est ensuite amené au rouleau entraîné 16 de telle façon que son angle d'approche 30 (figure 2) soit compris 20 entre 15 et 45°. Lorsque le tube de côllagène gonflé 12 entre en contact avec la surface du rouleau entraîné 16 (figures 1 â 3) un jet ou courant d'air 17 à vitesse relativement élevée est projeté de haut en bas à travers l'orifice 19 de la buse 18 sur la surface supérieure du tube de collagène gonflé 12. La vitesse du jet 25 d'air 17 projeté sur la surface supérieure du tube gonflé 12 ne doit pas nécessairement être très élevée. Etant donné que le tube extrudé est gonflé avec une pression d'air de seulement 5 à 25 millimètres de hauteur d'eau, il suffira de projeter un jet d'air 17 ayant une vitesse capable seulement d'écraser et dégonfler 30 sensiblement le tube de collagène gonflé 12 au moment où il entre en contact et passe sur le rouleau entraîné 16. En outre, lorsque le tube de collagène gonflé 12 est amené au rouleau entraîné 16 avec l'angle .d'approche 30 approprié (figure 2), on a constaté que le tube gonflé 12 sera écrasé par le jet d'air 17 de façon à 35 prendre la configuration aplatie à deux épaisseurs du tube 13 (figure 3) avec le minimum de déformation de ses parois. Lorsque l'on doit écraser d'autres matières tubulaires gonflées, par exemple un tube de cellulose régénérée, suivant le procédé et au moyen de l'appareil suivant l'invention, la pression 11982 7 2006446 qui doit être exercée sur ces matières par le fluide projeté sur elles, ainsi que la surface du tube qui devra entrer en contact avec le rouleau dépendront des pressions d'air utilisées pour gonfler ces tubes, ainsi que de la nature et des caractéristiques 5 des matières tubulaires. La valeur de la pression de fluide à utiliser pour cette opération variera avec les différentes matières tubulaires mais l'homme de l'art pourra facilement la calculer, la doser et la régler. Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on a consta-10 té qu'il était avantageux de maintenir la surface du rouleau entraîné 16 à l'état humide, par exemple en mouillant la matière 34 formant mèche au moyen d'une solution neutralisante. Ceci contribue à empêcher le tube de collagène fraîchement extrudé d'adhérer sur la surface circonfêrentielle du rouleau entraîné 16. 15 On peut utiliser efficacement à cet effet une solution neutralisante qui ne provoque pas de gonflement du collagène, par exemple une solution aqueuse diluée d'ammoniaque ayant un pH compris entre 9»5 et 11,5. En réalité, on peut utiliser n'importe quelle solution alcaline diluée appropriée pour mouiller la surface absor-20 bante 34 du rouleau entraîné 16. En maintenant la surface absorbante 34 du rouleau entraîné 16 à l'état humide, on évite le risque d'étirage qui pourrait être exercé par des forces d'arrachement si le tube de collagène aplati 13 tendait à adhérer à la surface du rouleau entraîné 16. En outre, toute tendance du tube 25 de collagène aplati 13 à adhérer et à s'enrouler sur le rouleau entraîné 16 est ainsi exclue. La solution neutralisante peut être déposée sur la surface absorbante 34 du rouleau entraîné 16 par des moyens bien connus, par exemple en pulvérisant l'agent neutralisant sur le rouleau 16, ou bien en faisant passer une partie de 30 ce rouleau dans un bac contenant l'agent neutralisant; En s'écrasant, le tube de collagène aplati 13 prend la configuration représentée sur la figure 3. Le tube de collagène écrasé 13 peut être ensuite envoyé aux bacs de liquide de traitement 20, plongé dans ces bacs puis évacué de ces derniers pour subir un 35 traitement ultérieur. Outre qu'elle évite tous les problèmes qui sont liés à l'utilisation d'un rouleau inférieur entraîné et d'un rouleau fou équilibré comme dans l'installation décrite plus haut, on a constaté que l'utilisation d'un jet de fluide suivant l'invention élimine 11982 8 2006446 ou réduit sensiblement la détérioration de la matière tubulaire gonflée en éliminant efficacement les points de compression excessive concentrée qui provoquent habituellement un affaiblissement des bords des tubes écrasés et aplatis. Ceci est représenté 5 par les exemples des figures 3 et 4 s sur lesquelles on peut comparer la configuration d'un tube aplati 13 qui a été écrasé par le procédé et l'appareil suivant l'invention (figure 3) avec la configuration d'un tube aplati 48 qui a été écrasé par un appareil classique (figure 4). Ainsi qu'on peut le voir sur la figuré 0 3, les bords du tube aplati 13 restent arrondis tandis que ceux qui sont obtenus au:: moyen, de l'appareil connu utilisant un rouleau inférieur entraîné et un rouleau fou équilibré (figure 4) sont aplatis et soumis à une pression excessive qui donne lieu à la formation de plis, ce qui entraîne la production de lignes 5 longitudinales de faible résistance dans le produit fini. On a également constaté que l'utilisation d'une buse de projection de fluide suivant l'invention ne nécessite pas que le tube de collagène fraîchement extrudé présente un degré de résistance et de cohésion aussi élevé que le degré qu'on en exigeait 0 jusqu'à présent avant qu'il ne soit écrasé et aplati. Par exemple, le degré minimal de séchage primaire d'un tube de collagène extrudé avant son aplatissement au moyen du rouleau fou et du rouleau entraîné de l'appareil classique décris plus haut était celui qui donnait au collagène une teneur en matières solides 5 d'environ 16 % après le séchage primaire» Au contraire, l'utilisation de la buse de projection de fluide suivant l'invention permet d'utiliser un séchage primaire sensiblement réduit du tube de collagène extrudé qui donne dans le collagène une teneur en matières solides de 6 à 12 % seulement environ. En d'autres ter-Ci mes, il est maintenant possible de n'éliminer du tube de collagène extrudé qu'une quantité d'eau égale à la moitié de la quantité qu'il était nécessaire d'éliminer jusqu'à présent avant d'écraser le tube. L'utilisation de la buse de projection de fluide suivant l'invention, en combinaison avec un séchoir pri-5 maire, assure donc un notable accroissement des cadences de production. Bien que le temps nécessaire pour le séchage primaire du tube de collagène fraîchement extrudé puisse être réduit de 30 à 50 % par l'application de la présente invention, on a constat^ que, dans certaines conditions, le tube de collagène fraîchement/ 11982 9 2006446 ne nécessite absolument aucun séchage primaire. Par exemple, on a constaté que l'on pouvait écraser et aplatir un tube fraîchement extrudé et gonflé ayant une teneur en solides de collagène de 9 % au moyen de la buse de projection de fluide suivant l'invention 5 absolument sans aucun séchage préalable. Bien que l'invention ait été décrite dans son application particulière aux tubes de collagène, il va de soi que ceci ne constitue qu'un exemple illustrâtif de l'invention et que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à cet exemple. 0 L'appareil et le procédé suivant l'invention sont également applicables à d'autres matières tubulaires telles que celles qui peuvent être obtenues à partir de la cellulose régénérée, des amidons ou alginates,aussi bien qu'à partir d'autres matières synthétiques ou naturelles que l'on transforme en tubes. 5 De même, l'utilisation de l'air comme fluide pour l'aplatis sement n'est donnée qu'à titre d'exemple de l'invention et ne doit pas être considérée comme limitative de son domaine. On peut également utiliser avec ou tout autant de facilité d'autres fluides, aussi bien gazeux que liquides. Par exemple, on peut 0 employer comme fluide d'aplatissement des gaz tels que l'oxygène ou l'azote et des liquides tels que la solution de neutralisation décrite plus haut, sous la forme de jets, de pulvérisations ou de rideau. Bien que la surface porteuse sur laquelle le tube gonflé 5 passe ait été décrite dans le présent mémoire sous la forme d'un rouleau entraîné, il va de soi que cette forme n'a été donnée qu'à titre illustratif. On peut utiliser avec tout autant de facilités d'autres surfaces porteuses telles que des rouleaux fous, des surfaces courbes ou arrondies ou des courroies, et les sur-0 faces de ces organes peuvent être équipées de même de matière mouillable capable d'être humectée d'un produit non adhérent. Il est donc entendu que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toute variante sans pour cela sortir de son 5 domaine. 11982 10 2006446 REVENDICATIONS 1. Procédé d'écrasement d'un tube gonflé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : amener un tube gonflé, le faire passer sur une surface porteuse courbe rotative et projeter 5 un flux de fluide sur la surface de ce tube dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube en cours d'avance, lorsque ce tube entre en contact avec la surface porteuse pour écraser et aplatir ce tube. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 10 le tube entre en contact avec la surface porteuse sous un angle d'approche de 15 â &5°. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flux de fluide est projeté sur toute la largeur du tube. M. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 15 caractérisé en ce que la surface porteuse est humectée d'une solution alcaline. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide projeté est l'air ou une solution alcaline. 20 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que le tube gonflé est un tube de collagène. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le tube gonflé a une teneur en solides de collagène comprise entre 6 et 16 % en poids. 25 8. Appareil pour l'écrasement d'un tube gonflé, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens servant à amener et faire passer un tube gonflé sur un élément porteur courbe rotatif capable de porter ce tube, une buse disposée au-dessus de cet élément porteur et servant à projeter un flux de fluide sur le tube gonflé, 30 cette buse présentant un orifice de sortie placé dans un plan sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du tube gonflé. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément porteur courbe est un rouleau ou une courroie. 10. Appareil suivant la revendication 8 ou 9j caractérisé en 35 ce que l'orifice de sortie de la buse a une largeur au moins égale à la largeur du tube gonflé.. 11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la surface porteuse de l'élément courbe tournant est revêtue d'une matière qui est capable de retenir les 11982 ii 2006446 liquides. 12. Tube aplati par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7-