Brevet FR2030369A1 — publié le 19701113

La présente invention concerne un appareil pour le plissage des enveloppes alimentaires tubulaires sous des pressions réglées et, en particulier, un procédé et un appareil permettant de régler la pression de gonflage et les caractéristiques d'une enveloppe 5 tubulaire pendant qu'elle est plissée. Les enveloppes tubulaires auxquelles se rapporte la présente invention sont celles qu'on obtient d'une façon générale à l'aide de matières telles que le coliagène, les alginates, les amidons, etc., et qui servent de moules, de récipients et d'enveloppes pour 10 des produits alimentaires qui y sont bourrés et traités. Un procédé type pour fabriquer des sections continues d'enveloppes alimentaires tubulaires comprend les étapes suivantes : extruder une matière appropriée sous la forme d'une section conti-la nue tubulaire,/faire passer a travers une serie de bains de fcrai-15 tement liquides, la sécher, la calibrer et ensuite la plisser, la tasser, la sectionner et la comprimer d'une manière continue pour obtenir des tronçons relativement courts et compacts d'enveloppes tubulaires qui sont appelées couramment dans la technique des "bâtonnets d'enveloppes plissés". 20 Le traitement des enveloppes alimentaires à parois minces, telles que celles qu'on obtient à l'aide du coliagène, constitue une opération délicate du fait qu'un tube en coliagène venant d'être extrudé est très fragile, faible et poreux. De ce fait, un grand nombre de problèmes se posent pour traiter de tels tubes en 25 coliagène. Par exemple, du fait de sa porosité, on ne peut utiliser le procédé bien connu des "bulles" pour le maintenir gonflé. En conséquence, il faut envoyer d'une façon continue un gaz de gonflage au tube en coliagène pour le maintenir gonflé. Les opérations de séchage, calibrage et plissage sont, de ce fait, exécu-30 tées en général sous la forme d'un processus continu. Dans un tel processus, un gaz de gonflage, tel que par exemple de l'air, est envoyé d'un mandrin de plissage creux. Cependant, du fait qù^un tube en coliagène venant d'être extrudé qui encore humide^est faible et fragile, on maintient la pression de l'air de gonflage à 35 une valeur très faible. Pour produire des bâtonnets d'enveloppes alimentaires cellulosiques plissés, on peut envoyer l'air de gonflage à une pression comprise entre environ 0,35 et 0,56 bars d'un mandrin de plissage creux dans l'enveloppe tubulaire en cellulose afin de donner 70 04352 2 2030369 à celle-ci la rigidité et la raideur permettant de la faire avancer sur le mandrin de plissage et permettant aux éléments de plissage de saisir le tube qui avance et d'y former des plis, la pression du gaz de gonflage qui agit sur la paroi du tube en matière 5 cellulosique constitue un facteur important du fait qu'elle influence la nature et l'uniformité des plis formés sur le tube ainsi que la compression et le tassement du. tube plissé pour en former un bâtonnel/ qu^elle agit également sur la cohésion de ce bâton d'enveloppe plissé et sur le fait qu'il doit rester intact. Il 10 faut obtenir un bâton d'enveloppe plissé extrêmement comprimé pour pouvoir le manipuler et l'expédier ensuite d'une façon satisfaisante. Pour fabriquer des bâtons d'enveloppes en coliagène plissés, une section continue d'enveloppe en coliagène extrudée est gonflée 15 d'une manière continue avec de l'air à très faible pression fourni par un mandrin de plissage creux. En général, l'air de gonflage est maintenu à une pression intérieure constante et uniforme qui est supérieure à la pression atmosphérique d'environ 1,75 à 4 millibars, pendant que le tube en coliagène est séché et calibré. On 20 a trouvé que ces faibles pressions intérieures sont suffisantes pour gonfler le tube en coliagène et le maintenir gonflé pendant son séchage et son calibrage. On a trouvé que l'utilisation de pressions intérieures plus élevées pendant le séchage et le calibrage nuisent au calibrage du tube en coliagène du fait qu'il a 25 tendance à s'étirer au-delà des dimensions voulues. Bien que l'enveloppe tubulaire en coliagène gonflée en douceur puisse être plissée avec des pressions relatives d'air aussi faibles, comprises entre 18 et 40 mm d'eau, les bâtonnets d'enveloppes en coliagène plissés qu'on obtient sont mous, et ne sont 30 ni uniformes ni cohérents. Il en résulte que les bâtons ainsi produits sont difficiles à manipuler et se déplissent souvent, c'est-à-dire que les plis formés pendant le plissage se séparent et cessent d'être associés, de sorte que les bâtonnets doivent être manipulés avec beaucoup de soin pendant les traitements suivants» 35 On a trouvé que lorsqu'une enveloppe tubulaire en coliagène est plissée avec des pressions intérieures plus élevées, par exemple 140 fois supérieures à la faible pression suivant laquelle elle doit être séchée et calibrée, les bâtonnets d'enveloppes en coliagène plissés qu'on peut obtenir présentent une rigidité, une uni 70 04352 3 2030369 formité, et une cohésion nettementyaméliorées. On a également trouvé qu'après avoir séché et calibré le tube en coliagène, il ne subit aucune influence nuisible si on utilise des pressions Intérieures plus élevées. Cependant, du fait que de l'air de gonflage 5 à une pression très faible comprise entre 18 et 40 mm d'eau doit être envoyé à l'enveloppe tubulaire en coliagène sans fin pour la gonfler pendant qu'elle s'avance d'une manière continue au cours du processus ininterrompu décrit plus haut, les tentatives antérieures effectuées pour augmenter la pression intérieure dans 10 l'enveloppe en coliagène tubulaire pendant qu'elle est plissée sans nuire à ses caractéristiques pendant son séchage et son calibrage, n'ont pas eu de succès. En conséquence, la présente invention fournit tin procédé et un appareil permettant d'augmenter la pression interne effective 15 des enveloppes alimentaires tubulaires délicates et fragiles pendant qu'elles sont plissées, sans nuire à leurs caractéristiques, et pendant leur séchage et leur calibrage, de manière à obtenir facilement des bâtons d'enveloppes plissés qui présentent une rigidité, une uniformité et une cohésion améliorées. 20 Ce résultat peut être obtenu en utilisant d'une manière gé nérale un dispositif produisant une différence de pression plus élevée entre l'intérieur et l'extérieur du tube en coliagène pendant qu'il est plissé, de sorte que sa pression effective nette interne est considérablement augmentée. 25 En conséquence, la présente invention fournit un procédé pour plisser une section continue d'enveloppe tubulaire, comprenant les étapes- suivantes : admettre d'une manière continue dans celle-ci un gaz de gonflage à une pression supérieure à la pression atmosphérique, faire avancer l'enveloppe gonflée résultante vers 30 et à travers une zone de plissage tout en maintenant l'atmosphère dans cette zone à une pression inférieure à la pression atmosphérique et plisser l'enveloppe gonflée dans cette atmosphère. La présente invention concerne également un appareil servant à plisser une section continue d'enveloppe tubulaire, lequel 35 appareil comprend un mandrin de plissage creux qui s'étend à travers une série d'éléments de plissage disposés autour de lui, des éléments d'avance disposés au voisinage du mandrin faisant avancer une section continue d'enveloppe tubulaire sur ce dernier, une source de gaz de gonflage reliée au mandrin creux servant à gon- 70 04352 4 2030369 fier par l'intermédiaire de ce dernier l'enveloppe, une chambre à vide enfermant les éléments de plissage et la partie du mandrin qui s'étend à travers ceux-ci, cette chambre comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie venant en prise avec le man-5 drin d'une manière étanche à l'air, et une source de vide reliée à ladite chambre. Le terme "uniformité" tel "qu'il est utilisé dans cette description doit être compris comme se rapportant à l'aspect, aux caractéristiques et aux propriétés physiques des bâtons d'enve-10 loppes plissés qui sont constituées par exemple, sans être limitées à celles-ci, par l'uniformité des dimensions de l'alésage, la -circonférence du tube, la longueur et la formation-"des plis. De même, le terme "cohésion" tel qu'il est utilisé dans la présente description, doit être compris comme se rapportant à des bâton-15 nets d'enveloppes plissés qui sont caractérisés comme pouvant se supporter d'eux-mêmes, comme étant durables et qu'on peut manipuler sans qu'ils se déplissent. De plus, le terme "différence de pression" tel qu'il est utilisé dans la présente description doit être compris comme se rapportant à la différence ent.-e la pression 20 s'exerçant à l'intérieur de la paroi d'une enveloppe tubulaire et la pression qui s'exerce à l'extérieur de celle-ci. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, 25 une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, La .figure 1 est une vue latérale schématique, en partie en coupe, et avec arrachement .partiel, représentant l'appareil selon l'invention et un appareil type utilisé pour fabriquer et traiter 30 des sections continues d'enveloppes tubulaires. La figure 2 est une vue latérale du dispositif de plissage de l'appareil de la figure 1. La figure 3 est une vue latérale, à une grande échelle, en partie en coupe, et en partie en pointillé, représentant une par-35 tie de l'appareil de plissage de la figure 2 ; et La figure 4 est un^Arue suivant 4-4 de la figure 3. La figure 1 représente une extrudeuse 10 d!où est extrudée une section continue d'une matière tubulaire telle qu'une enveloppe en coliagène 20, celle-ci étant transportée ensuite à tra 70 04352 5 2030369 vers une cuve de traitement liquide 14- où elle est soumise à de3 bains liquides qui continuent le traitement de l'enveloppe tubulaire en coliagène 20. Du fait que l'enveloppe 20 qui vient d'être extrudée présente très peu de cohésion et de résistance de paroi, 5 il faut en général la faire passer à travers un.ensemble de préséchage 12 de façon à pouvoir lui donner une certaine cohésion, une certaine rigidité et une certaine résistance pour lui permettre de supporter les efforts et les charges des traitements suivants sans se rompre, se déchirer ou subir autrement une influence nuisible. 10 Après sa sortie de la cuve de traitement liquide 14, l'en veloppe est gonflée à l'aide d'un milieu gazeux tel què de l'air et pendant qu'elle est gonflée, on la fait passer à travers un ensemble 16 de séchage et de calibrage. L'enveloppe 20 est séchée de façon à conserver une teneur en humidité prédéterminée et elle 15 est calibrée de telle sorte que son diamètre, ses caractéristiques d'allongement et de possibilité d'extension soient à peu près complètement déterminées suivant des limites de dimensions étroites prédéterminées. Après avoir été séchée et calibrée, l'enveloppe •tubulaire gonflée 20 est avancée vers un appareil de plissage, in-20 diqué d'une manière générale par la référence 18, où elle est plissée, tassée, sectionnée et comprimée pour obtenir des bâtonnets d'enveloppes plissés. Le dispositif de plissage S de l'appareil 18 est enfermé dans une chambre à peu près étanche à l'air indiquée d'une manière 25 générale par la référence numérique 30. Comme on peut le voir plus clairement sur la figure 2, la chambre 30 est fixée à un bâti de support 31 d'une machine à plisser sur lequel est également monté un mandrin de plissage creux 32 au-dessus de laquelle on fait a-vancer l'enveloppe tubulaire en coliagène gonflée 20 pour la plis-30 ser. Le dispositif de plissage S qui se trouve dans la chambre 30 est constitué par un certain nombre d'éléments de plissage S' (Pig. 4) et peut être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'A- -mérique n° 2 983 949. Comme décrit dans ce brevet, le dispositif 35 de plissage comprend un certain nombre de roues dentées alignées axialement autour de la circonférence du mandrin de plissage. Ces roues dentées viennent en prise avec la matière tubulaire qu'elles plissent et font avancer ensuite la section de tube plissé résultant qui est ensuite tassé, sectionné et comprimé pour former des 70 04352 2030369 ■bâtonnets d'enveloppes plissés. Gomme on le voit sur la figure 2, le mandrin de plissage 32 est centré par rapport au dispositif" de plissage S par des dispositifs de serrage C et K. Des conduits souples 33 sont reliés aux 5 dispositifs de serrage G et E et de l'air est envoyé par eux d'une source réglée avec précision d'alimentation en air à faible pression (non représentée) à travers le mandrin creux 32 afin de gonfler l'enveloppe 20. l'enveloppe 20 est gonflée jusqu'à un point d'où elle traverse l'ensemble de séchage et de calibrage 16 10 par exemple à l'endroit des cylindres de pincement 15 (Fig. 1)« Deux-courroies d'avance 34 et 34' (î'ig. 2) sont utilisées pour serrer et faire avancer la section d'enveloppe 20 gonflée sur le mandrin 32 et la faire passer, à travers le dispositif de plissage S. Gomme on le voit plus en détail sur la figure 3, l'entrée 15 -et la sortie de la chambre 30 sont équipées avec deux joints étan-ches à l'air, 38 et 40, respectivement, qui tous les deux comportent des lèvres annulaires 39 et 41. Des lèvres annulaires 39 et 41 des joints 38 et 40, viennent en prise avec l'enveloppe tubulaire 20 pendant qu'elle les traverse en formant un canal à peu 20 près étanche à l'air. De joint de sortie 40 sert également à envelopper et à mettre en position un dispositif de maintien ou de tassement de l'enveloppe, indiqué d'une manière générale par la référence numérique 36 et qui peut être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 933 949 précité et dans le brevet 25 des Etats-Unis d'Amérique n° 3 397 069. Une pompe pneumatique 44 fixée au dispositif de support 31 permet de régler la pression ambiante dans la chambre 30 par un conduit 46 qui communique avec l'intérieur de celle-ci. De conduit 46 est pourvu d'un conduit dérivé 46a qui est équipé d'un papillon 48 à l'aide duquel on peut 30 régler la pression de l'air ambiant dans la chambre 30. On va décrire maintenant un fonctionnement type de l'appareil selon l'invention qui sera mieux compris en se reportant aux dessins annexés» De l'air à une faible pression relative comprise entre 18 et 35 40 mm d'eau au-dessus de la pression atmosphérique, est admis d'une manière continue à travers le mandrin creux 32 et dans une/sec-tion continue d'enveloppe tubulaire en coliagène 20 de sorte que cette dernière est gonflée par le mandrin creux 32 à travers l'ensemble de séchage et de calibrage 16 et jusqu'à un point se trou 70 04352 2030369 vant entre l'ensemble 16 et la cuve de traitement liquide 14, par exemple à l'endroit des cylindres de pincement 15, et elle reste gonflée pendant qu'elle est transportée à travers l'ensemble de séchage et de calibrage 16 (Fig. 1)„ l'alimentation continue en 5 air de gonflage à faible pression est assurée au moyen d'une pompe pneumatique classique (non représentée) qui envoie de l'air à travers le mandrin creux 32 par l'intermédiaire des dispositifs de serrage C et ï et des conduits souples 33 (Fig. 2 et 3). Après avoir été séchée et calibrée, l'enveloppe gonflée 20 10 est transportée de l'ensemble 16 vers le dispositif de plissage 18 qui se trouve dans la chambre 30. La pression de l'air ambiant est réduite dans la chambre de plissage 30 (Fig. 2 et 3) en la réglant étroitement de telle sorte que sa valeur soit inférieure à celle de la pression atmosphéri-15 que jusqu'à ce que la pression effective absolue exercée sur la paroi de l'enveloppe 20 se trouvant dans la chambre 30 soit comprise entre 210 et 630 millibars, de préférence entre 210 et 350 millibars. De cette manière, la pression effective préférée exercée sur la paroi de l'enveloppe 20 qui se trouve dans la chambre 20 30 est d'environ 80 à 140 fois supérieure à la faible pression d'air de gonflage préférée de 1,75 à 4 millibars qui est nécessaire pour le séchage et le calibrage dans le processus continu. La précision effective de 210 à 630 millibars et de préférence de 210 à 350 millibars, exercée sur la paroi de l'enveloppe 25 tubulaire en coliagène 20 est obtenue .en évacuant l'air de la chambre de plissage 30 pour obtenir un vide au moyen d'une pompe pneumatique 44 agissant par les conduits 46 et 46a qui sont réglés à l'aide du papillon 48 (Fig. 2 et 3) jusqu'à ce que la pression ambiante dans la chambre 30 soit de 210 à 630 millibars en 30 pression absolue. Il convient de noter que "bien que la pression absolue de l'air dans la chambre 30 puisse être augmentée ou diminuée facilement, l'air de gonflage qui est admis d'une manière continue dans l'enveloppe 20 est maintenu à une pression constante qui cor-35 respond au niveau de pression initial de 1,75 à 4 millibars au-dessus de la. pression atmosphérique. On a trouvé qu'en maintenant une pression atmosphérique d'environ 210 à 630 millibars qui s'exerce sur la paroi de l'en 70 04352 8 2030369 veloppe_tubulaire -gonflée 20 lorsqu'elle est plissée et tassée, on peut obtenir des bâtonnets d'enveloppes plissés qui présentent une uniformité et une cohésion nettement améliorées ainsi qu'une résistance et une rigidité nettement accrues. Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini dans les revendications annexées. 70 04352 2030369 REYEHDICATIOMS 1. Procédé pour plisser une section continue d'enveloppe tubulaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : admettre d'une manière continue dans une section continue d'enve- 5 loppe tubulaire un gaz de gonflage à une pression supérieure à la pression atmosphérique, à faire avancer l'enveloppe gonflée résultante à travers une zone de plissage tout en maintenant l'atmosphère dans cette zone à une pression inférieure à la pression atmosphérique et plisser l'enveloppe gonflée dans cette atmosphè-10 re. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de gonflage est maintenu à une pression comprise entre 1,75 à 4 millibars au-dessus de la pression atmosphérique. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 15 2, caractérisé en ce que l'atmosphère de la zone de plissage est maintenue à une pression absolue comprise entre 210 et 630 millibars. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3",""caractérisé en ce que l'enveloppe est en coliagène, 20 5« Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz de gonflage est de l'air. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe est exposée à une atmosphère dont la pression diminue progressivement. 25 7. Appareil servant à plisser une section continue d'enve loppe tubulaire, caractérisé en ce qu'il comprend : un mandrin de plissage creux traversant une série d'éléments de plissage disposés autour de lui, les éléments disposés au voisinage du mandrin faisant avancer une section continue d'enveloppe tubulaire sur le 30 mandrin, une source de gaz de gonflage reliée au mandrin creux a-fin de gonfler par son intermédiaire l'enveloppe, une chambre à vide enfermant les éléments de plissage et la partie du mandrin qui la traverse, cette chambre comportant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie venant en prise d'une manière étanche 35 à l'air avec le mandrin, et une source de vide reliée à la chambre à vide. 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu' il comprend au moins une autre chambre à vide à travers/laquelle passe le mandriq, cette chambre étant disposée entre la chambre 70 04352 2030369 à vide qui entoure la tête de plissage et les éléments qui font avancer l'enveloppe. 9. Enveloppe tubulaire plissée, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé suivant 1'une quelconque des revendications de 1 à 6.