Brevet FR2268471A1 — publié le 19751121

La présente invention a pour objet une machine automatique de proportions réduites, d'usage facile et de remarquable capacité de production continue de crème glacée mélangée, avec un emploi minimum de personnel, même non qualifié. Les machines existantes actuellement peuvent être classées en deux groupes principaux; machines à production discontinue et machines à production continue. Les machines de type discontinu nécessitent un temps pour le chargement de la masse liquide, un temps pour le traitement, et enfin un temps pour l'extraction, puis pour recommencer le cycle. Souvent entre un chargement et l'autre, il faut pourvoir au nettoyage de la machine et de tous les organes qui entrent en contact avec le produit qu'on travaille. Le chargement est effectué dans un récipient de forme cylindrique, réfrigéré par circulation dlun moyen réfrigérant. Dans ledit récipient, le mélange est travaillé par des moyens mécaniques appropriés, de façon à ce que tout le mélange vienne en contact avec la paroi réfrigérée du récipient.Dans la succession de ces phases, il se produit un entrainement d'air dans le mélange liquide du à l'agitation avec un moyen mécanique; ensuite, toute la masse se solidifie pour devenir glace. Dans les machines à axe vertical et avec chambre de réfrigération ouverte, qui sont jusqu'à aujourd'hui les plus employées, le mélange est soumis dans la phase finale de durcissement, à l'intervention d'un opérateur qui devra nécessairement etre une personne compétente. Celui-ci, avec des moyens manuels, accélère ladite phase et améliore le raffinage du produit.Dans ledit type de machine, le liquide étant en contact direct de 11 air ambiant, perd 11 arôme et, en outre, ne se trouve pas dans les meilleures conditions hygieniques. Dans d'autres machines de type discontinu, mais travaillant avec un axe horizontal, la chambre de réfrigération est fermée sur les deux cotés et la glace sort par une ouverture ménagée sur l'un d'eux, normalement celui qui est opposé au ctté où le moyen mécanique est entraîné. Be déchargement se vérifie normalement en fonction de l'expérience et souvent aussi selon les nécessités de vente. Un des principaux défauts de ces machines concerne la température de sortie, qui n'est pas celle idéale pour l'obtention d'un meilleur produit fini.Une-succession d'opérations dans des récipients spéciaux, afin de réduire de nouveau la température, est, en effet, nécessaire. Dans la deuxième catégorie de machines, c'est-à-dire celles avec production continue, on a recours à des appareils qui travaillent selon différents systèmes qui peuvent etre synthétisés en deux groupes.Le premier groupe est constitué par des machines comportant une chambre cylindrique réfrigérée, normalement avec axe horizontal, et pourvue d'un côté, d'une sortie pour le produit fini. Be traitement 51 accomplit par un moyen mécanique constitué par un seul arbre tournant, sur lequel sont fixées des aubes d'émulsionnement diversement disposées et fa çonnées, ainsi que des dispositifs qui opèrent le mélange et provoquent l'avancement de la masse à congeler. te mélange liquide est introduit dans ladite chambre par chute et est dosé manuellement ou avec des moyens de contre appropriés, pendant que l'air nécessaire pour structurer le produit est introduit de façon naturelle ou forcée par un moyen mécanique.Le deuxième groupe est également constitué par une chambre cylindrique réfrigérée, dans laquelle opèrent des moyens mécaniques indépendants, qui travaillent séparément le mélange dans ses phases liquide et solide. Le premier traitement auquel le mélange liquide est soumis est un fouettage en ambiance froide pour créer une émulsion stable entre l'air et le liquide. Ensuite, cette émulsion est refroidie et mélangée pendant son parcours sur les parois de la chambre réfrigérée, où elle acquiert la consistance nécessaire, en môme temps qu'elle est poussée vers la sortie.Ces machines comprennent normalement deux rouages bien distincts et indépendants l'un de l'autre, qui transmettent le mouvement à deux dispositifs mécaniques eux-memes distincts et séparés, dont le premier tourne normalement plus rapidement et réalise l'émulsion du liquide et de l'air, tout en assurant son déplacement vers le second organe qui tourne à plus petite vitesse, et qui a pour but de mélanger et de transporter vers la sortie le produit fini.Môme dans ces machines, l'on releve plusieurs inconvénients, dont les plus importants sont une discontinuité entre les différentes phases de travail à une vitesse de travail qui n1 est pas optimale pour l'une d'elles, et qui réalise un mélange imparfaitement homogène, dès que le produit travaillé dans la première phase et se trouvant encore à l'état demi-pâteux est envoyé aux organes de travail successifs, et mélangé aux parties liquides.Parmi quelques unes de ces machines, en outre, le premier organe émulsionneur a aussi le devoir de racler de la surface intérieure de la chambre réfrigérée le mélange demi-solide qui vient de se former, et cela, avec une vitesse qui, bien qu'optimale pour l'émulsionnement du liquide avec l'air, ne peut pas entre pour le raclage et l'avancement de la partie mélangée ayant une viscosité très différente. Le but de la présente invention est de réaliser une machine qui élimine les inconvénients susvisés. Selon l'invention, on prévoit, conformément à une forme préférée d'exécution, une machine comprenant une combinaison d'une chambre cylindrique réfrigérée avec axe horizontal, des moyens pour doser et envoyer dans ladite chambre le mélange liquide plus T air, et un corps tournant avec son axe de rotation coaxial à l'axe géométrique de ladite chambre, lequel est destiné à opérer tous les traitements du mélange. ledit corps tournant est constitué par un dispositif alimentateur à vis sans fin relié au coté d'alimentation de la chambre, obtenu sur l'axe de transmission dans le but de distribuer uniformément le liquide plus l'air, avec, en outre, d'éventuels corps solides qu'on peut trouver en suspension dans le mélange, c'est-à-dire pistils de fraises, grenaille de noisettes, candis, etc... te mélange transporté par cette vis sans fin entre dans la chambre de traitement de façon coaxiale à 11 arbre de transmission et par l'effet de la force centrifuge due à la rotation de l'arbre, est lancé sur un groupe de pignons émulsionneurs disposés radialement autour dudit arbre, qui tournent avec, une grande vitesse apte à émulsionner de façon très fine et à homogénéiser les deux composants, liquide et air, lesquels formeront enfin une émulsion stable, ladite émulsion se stabilisant en ambiance froide. Entre les pignons émulsionneurs, il y a des racleurs solidaires de l'arbre de transmission qui sont inclinés et qui frisent avec leur bord extérieur la chambre cylindrique de réfrigération. Lesdits racleurs ont pour objet de racler avec la même vitesse angulaire de l'arbre de transmission les premières petites parties solides qui se forment sur la paroi intérieure de la chambre réfrigérée par la projection due à la force centrifuge des pignons, et de les envoyer à 11 organe suivant constitué par une vis sans fin. Ladite vis sans fin a le but de transporter le mélange vers la sortie, et la forme particulière du contour de ses filets hélicoïdaux provoque le raclage et le lissage avec un boulever sement conséquent du mélange qu'ils entrainent. Ladite vis sans fin pousse, en outre, continuellement le mélange contre la paroi froide de la chambre de réfrigération. La masse de la glace ainsi obtenue est enfin expulsée à travers un orifice de sortie du produit fini. A ce moment, on peut observer que les deux principales opérations du fouettage et de l'homogénéisation et celle suivante du refroidissement suivie d'un avancement conséquent du mélange, ne sont pas indépendantes entre elles, mais bien dépendantes. Ces opérations sont réalisées au moyen d'un organe de raclage qui n'arrête jamais le processus d'avancement du produit en cours de traitement. Cet organe est solidaire de l'arbre de transmission, étant donné que bien que la vitesse de rotation des pignons soit optimale pour traiter la masse à son état liquide, elle ne peut plus 11 être pour traiter la masse devenue semi-solide et donc présentant une plus grande viscosité par son refroidissement progressif.Lesdits racleurs ne travaillent pas le mélange liquide, mais bien le mélange déjà en partie solidifié par l'effet instantané de la paroi froide sur laquelle les petites parties dudit mélange sont projetées par les pignons. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 représente une vue latérale partiellement en coupe de la machine la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la machine la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne I-I de la figure I la figure 4 est une vue latérale partiellement en coupe selon la ligne II-II de la figure 5 du groupe opérateur principal la figure 5 est une vue du côté de transmission de l'organe opérateur principal de la figure 4 la figure 6 montre, en coupe, à plus grande échelle, le contour du filetage de la vis sans fin pour le traitement final du produit, et la figure 7 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle, d'un pignon émulsionneur. Ainsi que représenté aux figures 1 à 3, le bati 1 de la machine est monté sur la base 2, sur laquelle sont fixés l'unité de condensation, l'installation électrique et tous les organes de commande et de régulation du fluide frigorigène. Sur la partie supérieure du bati 1, se trouve un réservoir 3 destiné à re cevoir le mélange liquide de base pour la formation de la glace. Ledit réservoir est refroidi et maintenu à une température bactériostatique par un serpentin 4. A l'intérieur de ce réservoir tourne une roue à palettes 5 qui est entraînée par un petit variateur de vitesse 6. Ladite roue à palettes sert à maintenir en mouvement tout le mélange liquide pour en assurer la température uniforme en tous les points et le rendre homogène dans ses composants du début à la fin de l'opération. Le liquide est aspiré à travers le conduit 7 par une pompe à engrenages 8 actionnée par un variateur de vitesse à vitesse variable 9. Dans cette pompe, un engrenage 10 aspire le liquide du réservoir pendant que l'engrenage 11 aspire de Impair à travers l'orifice réglable 12.On obtient ainsi un mélange de liquide et d'air qui est envoyé à travers le conduit 17 au diaphragme 14, d'où il coule dans les filets 15 de la vis sans fin ménagée sur l'arbre de transmission 16, Cette vis sert à introduire de façon homogène le mélange dans la chambre de traitement 17. Une bague d'étanchéité 50 empêche les pertes de liquide. Ladite chambre 17 est constituée par une enveloppe 10, dans laquelle est réalisé un canal hélicoïdal 19, ayant une section appropriée, et qui enveloppe sur toute sa longueur la paroi extérieure de la chemise 20 entourant la chambre de traitement 17. Ledit canal hélicoldal est parcouru par un fluide frigorigène qui entre par le conduit 21 et sort par le conduit 22.Ainsi, il s'établit un échange thermique en contre-courant entre la substance à refroidir et le fluide frigorigène. Naturelle axent, toutes les parties réfrigérées seront pourvues d'une isolation thermique. L'ensemble du groupe est entraîné par un moteur électrique non représenté dans les dessins, par l'intermédiaire d'une transmission à courroies et poulies La poulie 23 montée sur l'arbre moteur 24, entraîne en rotation, au moyen d'un embrayage 25, l'organe opérateur représenté dans les figures 4 à 7. L'arbre moteur est supporté par deux coussinets 26 et 27, et le tout est plongé dans un bain d'huile et renfermé par le corps 28 et le couvercle 29.L'émulsion constituée du liquide et de l'air, une fois entrée dans la chambre de traitement sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation de l'arbre de transmission 16 est entraînée par les pignons 31, dont chacun est solidaire d'une roue dentée 32. Chaque pignon 71 est disposé radialement par rapport à l'arbre de transmission 16 et est supporté par un pivot 31' autour duquel le pignon peut tourner. Entre le pignon et le pivot est interposée une crapaudine 38. Les pivots 31' sont fixés d'un côté à la bride annulaire 39 et de l'autre, à la bride motrice 40, laquelle à sont tour est reliée à l'arbre de transmission 16, au moyen d'une goupille 41. Les roues dentées 32 s' engrènent avec une roue fixe 33, intérieure à celles-ci et montée sur le diaphragme 14, coaxialement à l'arbre de transmission 16.La rotation de l'arbre 16 entraîne les pignons 31 d'un mouvement épicy cloidal avec une vitesse plus grande que celle de l'arbre de transmission. Sur les pignons 31 sont montés, entre leurs brides, les ressorts 34 et 35 qui servent à émulsionner la masse. Le mélange est ainsi ultérieurement émulsionné très finement par l'action des pignons 31, et est ensuite projeté contre la paroi réfrigée de la chambre de traitement 17. Entre deux pignons contigus se trouve un racleur 36, lequel est solidaire de l'arbre de transmission 16, par l'intermédiaire de la bride 40, et il est incliné de façon à pousser le mélange semi-solide qui vient de se former vers la vis sans fin 37 suivante, qui est fixée à l'arbre de transmission 16, au moyen des goupilles 42 et 43.Ladite vis sans fin 37 est tournante dans le prolongement de la chemise 20 de la chambre 17, réalisant ainsi un avancement de la masse de glace vers la sortie 60 ménagée dans la plaque de fermeture 49. Le contour des filets hélicoïdaux, de la vis sans fin 37 montrée en coupe dans la figure 6, est tel qu'il prévoit une partie antérieure plus grande que celle postérieure. Ainsi, à la suite du frottement entre les parties fixes et la paroi extérieure froide, entre les parties mobiles et la paroi de la surface des filets de la vis sans fin, l'on obtient, par la composition des mouvements de rotation et la translation simultanés, le malaxage de toute lamasse pâteuse, laquelle dans un second temps s'enfonce pratiquement dans la partie postérieure du filet hélicoïdal de la vis sans fin, d'où, étant donné que sa section va progressivement en se réduisant, la masse susdite reçoit une poussée vers la paroi réfrigérante, tout en assurant ainsi un refroidissement progressif et constant du mélange. Tous les organes constituant la machine, qui viennent en contact avec le produit à traiter, ont été étudiés pour pouvoir être démontés et contrôlés avec une grande fa cilité, avec l'effet de pouvoir les nettoyer.Le démontage et le remontage peuvent également être accomplis facilement par un personnel complètement dépourvu de connaissances mécaniques. Le diaphragme 14, la plaque de fermeture 49 d'où la glace sort, la pompe 8 sont démontables par dévissage des écrous 51, ce qui permet ainsi l'accès, soit à la chambre de traitement, soit aux parties composantes de la pompe. Le corps tournant de travail illustré aux figures 4 et 5 peut Aetre complètement extrait de la partie antérieure, après démontage du diaphragme 49. Il en est de même pour les manchons 52 et 53 et pour la roue à palettes 5. On peut noter enfin que la machine est prédisposée pour que, entre deux opérations successives, tous ses organes qui entrent en contact avec la substance à traiter soient maintenus à une température bactériostatique de + 3 à + SoC, en assurant de cette manière les meilleures conditions d'hygiène de fonctionnement. L'invention a été décrite en une forme préférée de réalisation, mais il va sans dire que des variantes de contruction pourront y être apportées en pratique, sans pour autant sortir du domaine de protection de l'invention. -REVEND i CAliONS- 1. Machine pour la production continue de crème glacée mélangée, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une chambre cylindrique réfrigérée, par un dispositif émulsionneur pour produire une émulsion intiale avec des rapports variables du mélange fluide et de l'air et pour envoyer cette émulsion en quantité dosée au diaphragme d'alimentation de ladite chambre par un premier organe tournant disposé dans ledit diaphragme, pour faire avancer la masse émulsionnée à travers ladite chambre, par un second organe constitué par une pluralité d'organes tournant à grande vitesse avec mouvement épicycloïdal, pour produire un émulsionnement ultérieur, par un troisième organe tournant à une vitesse plus petite que le second organe et apte à racler la masse émulsionnée de la paroi de ladite chambre et-à la faire avancer dans la machine, et par un quatrième organe tournant à la même vitesse que le premier et le troisième organe, et apte à réaliser le mélange final de la crème glacée, et à'amener à la sortie de la machine. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif émulsionneur est constitué par une pompe à engrenages à vitesse variable. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pompe à engrenages comprend deux engrenages, qui opèrent séparément, l'un pour le liquide et l'autre pour l'air. 4. Machine selon l'une quelconques des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le dispositif émulsionneur est pourvu d'un orifice réglable pour l'aspiration de l'air. 5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier organe tournant est constitué par une première vis sans fin disposée coaxialement à l'intérieur de la chambre et passant à travers son diaphragme. 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second organe tournant comprend une pluralité de pignons qui supportent des moyens d'émulsionnement, lesdits pignons étant commandés par l'intermédiaire d'engrenages tournant avec mouvement épicycloldal autour de la première vis sans fin et avec une vitesse plus grande que celle de la vis sans fin. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'émulsionnement sont constitués par des ressorts montés sur les pignons. 8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le troisième organe est constitué par des racleurs solidaires en rotation avec le premier organe tournant et disposés radialement entre les éléments du deuxième organe tournant, lesdits racleurs étant dimensionnés et conformés de façon à friser la surface intérieure de la chambre réfrigérée et à produire une poussée continue sur la masse émulsionnée. 9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le quatrième organe tournant est constitué par une deuxième vis sans fin, pourvue de filets hélicoïdaux profilés de façon à présenter une première partie tournée vers la sortie de la machine qui est plus large qu'une seconde partie'tournée vers l'entrée de la machine, cette dernière ayant une section progressivement croissante jusqu'à ce qu'elle se raccorde avec celle de ladite première partie, de cette manière étant assuré le malaxage continu de la masse et le contact avec la paroi intérieure réfrigérée de la machine. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que la deuxième vis sans fin est tournante dans une chambre cylindrique dont la paroi est pourvue d'un canal relié à travers des conduits à un groupe frigorigène, pour refroidir la masse de la glace pendant le fonctionnement de la machine et pour maintenir à une température bactériostatique d'environ + 3 à + 5gS ladite chambre pendant les périodes d'arrêt de la machine. 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le réservoir d'alimentation du mélange liquide est réfrigéré et maintenu à une température bactériostatique d'environ + 3 à + 5oc, avec un serpentin enroulé autour de son enveloppe et parcouru de fluide frigorigène. 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que dans le réservoir est placée une roue à palettes entraînée par un variateur de vitesse avec vitesse variable, indépendant des organes principaux de mouvement de la machine et apte à permettre une préhomogénéisation du mélange liquide et à le maintenir ainsi pendant le traitement. 13. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que tous les organes opérants reçoivent le mouvement d'un arbre moteur unique. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les premier, deuxième et troisième, puis quatrième organes sont assemblés dans la machine par des éléments démontables, constitués en particulier par des écrous à commande manuelle pour permettre un démontage facile et le nettoyage complet desdits organes.