Brevet FR2470677A1 — publié le 19810612

La présente invention concerne un appareil d'expansion ou de dilatation de graines oléagineuses, du type comprenant au moins une vis tournant dans un cylindre et poussant des graines 5 travers lui, d'une extrémité d l'autre du cylindre, l'extrémité de sortie du cylindre présentant une filière constituée d'une plaque percée d'orifices,au travers desquels la matière formée par les graines est extrudée sous l'action de la vis ou des vis. Dans certains cas, le pas de la vis, c'est-a-dire la distance entre deux spires consécutives de l'hélice, peut diminuer et/ou le diamètre de l'arbre portant l'hélice peut augmenter dans le sens de transport de la graine pour comprimer la graine pendant son passage à travers le cylindre. Dans les appareils de ce type, la température de la matière formée par les graines est élevée par le travail mécanique dans le cylindre a une valeur supérieure a 10onc mais l'eau incluse ne bout pas en raison de la forte pression. Cependant, a l'extrusion de la matière a travers les orifices de la filière, il se produit une brusque détente qui permet å l'eau incluse dans la matière de bouillir et de provoquer ainsi de manière connue l'expansion de la matière. I1 s'est avéré que les appareils de ce type conviennent excellemmentpour rompre la structure cellulaire de la graine et pour rendre ainsi la graine particulièrement apte à une extraction d'huile par solvant. L'appareil connu est toutefois assez limité dans son application. La pratique montre qu'il existe une plage limitée de teneurs en huile et en eau et de températures où la machine rend la graine ou la matière plastique, ce qui permet son extrusion rapide a travers la filière et son expansion. Dans le cas d'une graine très huileuse, la lubrification est telle que la chaleur développée ne suffit pas; avec une graine très sèche, l'appareil a au contraire tendance a "baratter" inefficacement ou à caler. Au bout d'un certain temps de fonctionnement sous conditions favorables, l'appareil atteint un état d'équilibre où le travail de cisaillement de la graine dans le cylindre fait monter sa température suffisamment pour que, en combinaison avec le cisaillement, la masse de matière devienne plastique et se laisse extruder convenablement. I1 arrive que le cylindre, au bout d'un temps de démarrage, contient une certaine quantité de graine qui n'a pas encore été plastifiée et qui, de ce fait, ne peut être extrudée que difficilement et très lentement. Le contenu du cylindre avance alors très lentement, avec la conséquence qu'il est travaillé et plastifié intensément, ce qui risque de l'altérer par surchauffage. La matière ainsi traitée arrive a la filière dans un état très fluide et est extrudée rapidement, avec le résultat que la matière qui la suit dans le cylindre avance également vite et même trop vite pour pouvoir etre travaillée convenablement, de sorte qu'elle n'est pas suffisamment plastifiée et qu'elle est difficile à extruder. On voit donc que l'appareil a un fonctionnement difficile à mattriser et de tendance irrégulière. L'invention est basée sur l'utilisation d'un système de régulation pour réduire le temps qu'il faut a un appareil du type indiqué pour atteindre un état de fonctionnement stable et pour éviter que le fonctionnement ne redevienne instable pour une cause quelconque. Ce système maintient la température de traitement de la graine à une valeur sensiblement constante et contribue ainsi à éviter ou 9 limiter les changements de traitement qui résulteraient de petites différences dans les caractéristiques de différentes charges de graine de meme type. Le système de régulation permet en outre une adaptation facile de l'appareil pour traiter des graines de différentes sortes. Selon l'invention, un appareil comme indiqué au début est essentiellement caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'étranglement combiné avec au moins quelques-uns des orifices de la filière et permettant de varier la section de passage effective de ces orifices. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un appareil selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en bout montrant la filière de l'appareil de figure 1; - la figure 3 est une vue de côté d'un des organes d'étranglement combinés avec la filière de figure 2; et - la figure 4 est une vue de côté d'un appareil selon une variante de réalisation. La figure 1 montre que l'appareil du premier exemple se compose essentiellement d'un cylindre 10 dans lequel peut tourner une vis 11 commandée par un moteur 12. La vis 11 sert a presser et faire avancer de la graine oléagineuse chargée par une goulotte d'alimentation 13 à travers le cylindre 10 jusqu'à une filière 14 constituée d'une plaque percée d'orifices 15 de forme circulaire. La vis est composée de façon connue d'un arbre et d'une bande 16 montée sur lui et formant une hélice, dont le pas diminue depuis l'extrémité d'entrée jusqu'd l'extrémité de sortie du cylindre 10. Selon l'invention, un organe d'étranglement est associé a chacun des orifices 15. Chacun de ces organes est constitué dans les exemples représentés ici par une aiguille 17 (figure 3) formée d'une tige 18 qui s' ajuste exactement dans un orifice et dont le bout est biseauté de deux côtés par meulage. Les biseaux 19 ainsi formés donnent a l'aiguille une pointe cunéiforme se terminant par une diagonale. Les aiguilles 17 sont portées par une plaque de support 20 qui peut être avancée et rétractée par un vérin hydrau- lique 21 a double effet pour faire pénétrer les aiguilles dans les orifices, contre l'écoulement de graine, avec réduction progressive de la section de passage circulaire de départ jusqu'a la fermeture complète, ou pour les en extraire. Un capteur de température 22 monté sur le cylindre 10 détecte la température développée par le travail de la graine et produit l'ajustement en conséquence de la plaque 20, donc aussi des aiguilles 17. Si la température détectée est plus basse que la température de consigne, les aiguilles sont avancées, ce qui réduit les sections de passage des orifices 15 et augmente la durée de séjour de la matière dans le cylindre 10 et la quantité de travail effectué sur la graine. Quand la température monte, les aiguilles 17 sont retirées et la durée de séjour est raccourcie. Au système de régulation est relié en outre un capteur pour détecter les intensités des courants electriques absorbés par le moteur d'entraînement principal 12 de l'appareil. Si ces intensités dépassent une saleur préajustée, les aiguilles 17 peuvent être retirées des orifices 15 pour réduire la charge du moteur. L'appareil tel que décrit Jusqu'ici convient pour de nombreuses variétés de graine mais n'a pas beaucoup de valeur pour des graines très huileuses parce que l'huile libérée pendant le travail d'une telle graine lubrifie l'ensemble a tel point que, soit la graine est extrudée sans avoir été chauffée suffisamment, soit la masse formée par les graines est-tournée de façon inefficace dans le cylindre, sans qu'il s'établisse une pression suffisante pour son extrusion. Ce problème est résolu par une variante de réalisation de l'appareil, -représentée sur la figure 4 et dont les organes analogues à ceux de l'exemple qui vient d'être décrit sont désignés par les memes références. Dans cette variante, le cylindre 10 est prolongé d'une zone d'entrée A dans laquelle la paroi du cylindre est formée par une série de barreaux 30 s'étendant axialement et répartis sur un cercle en coupe transversale. Dans cette zone A, la graine est pressée de façon conventionnelle et l'huile qui en est exprimée s'écoule a l'extérieur du cylindre à travers les petites fentes laissées entre les barreaux 30 voisins, de sorte qu'une graine relativement sèche entre dans la section de sortie du cylindre 10, où elle peut être travaillée convenablement en vue de son extrusion a travers les orifices i5. Dans cet appareil; la graine est soumise à une pression croissante dans la zone d'entrée A, où elle est débarrassée d'une partie de son huile. Le travail mécanique effectué dans la zone A fait monter la température de la graine et brise sa structure cellulaire, ce qui rend la graine plus plastique. La graine pénétrant dans la zone suivante est donc dé;à chauffée et plastifiée dans une certaine mesure, de sorte que la puissance nécessaire pour le cisaillement de la masse dans cette zone est réduite. La puissance réduite dans cette zone diminue l'élévation de la température de la graine mais sa température de sortie est néanmoins suffisante pour provoquer l'ébullition de l'eau contenue dans la graine au moment de la brusque chute de pression a la sortie des orifices de la filière. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'etre décrits et que l'homme de l'art pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif d'étranglement peut être différent et peut notamment être formé par une deuxième plaque percée d'orifices, disposée contre la face extérieure de la filière de manière à la couvrir et montée rotative ou coulissante par rapport 9 elle pour permettre la variation des sections de passage effectivoe des orifices. I1 est possible aussi, par exemple, de choisir les longueurs relatives de la zone d'entrée A et de l'ensemble du cylindre 10 autrement que représenté figure 4 dans un mode de réalisation de ce type. I1 est notamment possible de prévoir une longue section formant cage de pression et constituée de barreaux 30, suivie d'une section d'extrusion très courte, a peine plus longue que la filière elle-même. REVENDICATIONS 1. Appareil d'expansion ou de dilatation de graines oléagineuses, du type comprenant au moins une vis (11) tournant dans un cylindre (10) et poussant des graines a travers lui, d'une extrémité a l'autre du cylindre, l'extrémité de sortie du cylindre présentant une filière (14) constituée d'une plaque percée d'ori fices~(l5),au au travers desquels la matière formée par les graines est extrudée sous l'action de la vis ou des vis, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'étranglement (17, 20) combiné avec au moins quelques-uns des orifices (15) de la filière et permettant de varier la section de passage effective de ces orifices. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'étranglement comprend des aiguilles (17) alignées avec les orifices (15) d l'extérieur du cylindre (10) et susceptibles d'être déplacées par rapport à la filière (14) et d'être insérées dans les orifices (15) pour les obstruer en partie au moins. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que quelques-unes au moins des aiguilles (17) présentent une partie de section variable, de sorte que l'ajustement de la position de ces parties d'aiguille dans les orifices (15) permet de varier la section de passage effective de ces orifices. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les aiguilles (17) présentent une partie (18) de section suffisamment grande pour qu'elles puissent boucher complètement les orifices (15) de la filière. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'étranglement est formé par une deuxième plaque percee d'orifices et semblable a une filière, cette deuxième plaque étant disposée contre la face extérieure de la filière (14) de manière a la couvrir et étant montée rotative ou coulissante par rapport a elle pour permettre la variation de la section de passage effective des orifices. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande (21) pour le déplacement du dispositif d'étranglement (17, 20) et un capteur de température (22) monté sur le cylindre (10) et relié a cet organe de commande, de sorte que la position du dispositif d'étranglement peut être ajustée en fonction de la température régnant dans le cylindre et détectée par le capteur. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre (10) comprend une partie GA) dont la paroi est formée par des barreaux (30) s'étendant axialement et disposés sur un cercle en section transversale. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie de cylindre constitue une zone d'entrée (A) du cylindre (10), d travers laquelle la graine passe avant d'entrer dans une partie de cylindre qui possède une paroi fermée et qui se termine par la filière (14). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux parties du cylindre (10) ainsi formé ont sensiblement la meme longueur.