Brevet FR2509963A1 — publié le 19830128

Appareil extrudeur de pâte alimentaire. L'invention concerne un appareil extrudeur de pâte ali- mentaire pouvant être utilisé en tant que dispositif séparé ou monté de manière à être entraîné en tant qu'accessoire d'un équipement de cuisine déjà existant tel qu'un robot de cuisine de traitement d'aliments, pour conformer des aliments réalisés à partir d'une pâte fraîchement mélangée ou de granules alimentaires connus sous le nom de "pasta" et obte- nir des aliments de forme allongée tels que des spaghetti, des vermicelles, des nouilles, des rubans, des cordons, etc. Plus particulièrement, l'appareil comprend des engrenages en prise et tournant en sens inverse, forçant la pâte à passer par une filière d'extrusion montée dans un dispositif compact et efficace. Les extrudeuses de pâte alimentaire de l'art antérieur utilisent une vis d'alimentation hélicoïdale disposée dans une barrillet tubulaire allongé, qui pousse la pâte vers l'avant le long du barrillet en direction d'une filière d'extrusion situé à l'extrémité de sortie du barrillet Cet appareil à vis d'alimentation hélicoïdale consomme une puissan- ce considérable due au chauffage par frottement du mélange de pâte, ce chauffage par frottement provenant du glissement de la pâte sur la surface interne du barrillet et du glissement le long des parties inclinées de la vis d'alimentation, de même que du malaxage du mélange de pâte produit sous l'action de la vis d'alimentation La vis d'alimentation doit nécessai- rement avoir une certaine longueur et comprendre plusieurs tours d'hélice de manière à exercer une "prise" suffisante sur le mélange de pâte pour le pousser par la filière d'ex- trusion Cet appareil est donc volumineux, inefficace, coûteux, et il a besoin d'un moteur puissant qui gaspille une quantité considérable d'énergie électrique En outre, l'extré- mité de la vis d'alimentation en rotation à proximité de la filière d'extrusion tend à racler le mélange de pâte en travers de la filière, avec pour résultat une action de raclage ou de frottement nuisible et intermittente lorsque l'extrémité de chaque lame ou des lames de la vis passe en raclant contre la filière Par opposition, l'appareil extru- deur de la présente invention comprime le mélange de pâte de façon uniforme dans une chambre adjacente à la plaque à filières de manière à extruder de façon sensiblement uniforme la pâte par les divers orifices de la plaque à filières. Un but de la présente invention est donc de proposer un nouvel appareil perfectionné d'extrusion de pâte, compact, efficace et attrayant, pouvant être utilisé dans des cuisines ou des restaurants. Parmi les avantages apportés par l'invention, on mention- nera ceux résultant du fait que l'appareil engendre une pression élevée appliquée au mélange de pâte, qui permet de forcer le mélange de façon uniforme au travers de la plaque à filières d'extrusion qui comporte de nombreux orifices pour produire de façon simultané de nombreux articles alimentaires uniformes et continus. Selon un mode de réalisation illustratif de mise en oeuvre de l'invention, l'appareil extrudeur de pâte comprend un logement et une trémie d'alimentation située sur le logement pour y envoyer un mélange de "pasta", de pâte de patisserie ou de granules alimentaires destinés à être extrudés dans l'appareil Les premier et second engrenages montés de façon rotative dans le logement comprennent des dents périphériques droites ou de découpe légèrement hélicoîdale et qui engrènent dans une zone d'engrènement Cette zone d'engrènement est en communication avec la trémie de manière que le mélange de pâte soit alimenté depuis la trémie dans les espaces situés entre les dents des engrenages, puis soit propulsé par les dents des engrenages vers la zone d'engrènement entre les deux engrenages Les dents qui sont en prise forcent le mélange de pâte à sortir des espaces situés entre les dents sous pression pour parvenir dans la chambre de pression qui est adjacente à une plaque à filières, de manière à pressu- riser de façon sensiblement uniforme le mélange de pate dans la chambre de pression et obliger la pâte à être extrudée de façon uniforme en sqrtant par les orifices d'une plaque à filières. Des moyens d'entraînement sont prévus pour entraîner en rotation en sens opposé les premier et second engrenages contenus dans le logement Lorsque l'extrudeuse de pâte est prévue pour être utilisée en tant qu'auxiliaire d'un équipe- ment de cuisine tel qu'un robot de cuisine pour le traitement d'aliments, les moyens d'entraînement sont constitués par l'entraînement de l'équipement couplé aux engrenages de l'extrudeuse Une plaque à filières d'extrusion comprenant une série d'orifices est montée dans le logement, à proximité de la chambre de pression et en communication avec la zone d'engrènement Les dents des engrenages, après avoir transpor- té la pâte dans la zone d'engrènement, engrènent de manière à forcer la pâte à sortir d'entre les dents et sous pression pour parvenir dans la chambre de pression La pression résul- tante et sensiblement uniforme qui règne dans la chambre de pression a pour avantage d'extruder de façon uniforme la pâte et de la faire sortir par les multiples orifices de la plaque à filières d'extrusion, en extrudant ainsi et en conformant les articles alimentaires en fonction des dimensions et de la forme des orifices. L'invention, et certains autres aspects, caractéristiques et avantages qu'elle présente, sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, avec référence aux des- sins ci-annexés dans lesquels les éléments qui sont les mêmes sont désignés par les mêmes références numériques sur tous les dessins Ces détails ne sont pas nécessairement à l'échel- le, l'accent étant mis sur l'illustration des principes de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe et en élévation frontale de l'appareil extrudeur de pâte alimentaire mettant en oeuvre la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, et la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1. Le terme de "pasta" ou "pâte alimentaire" utilisé ici sera défini comme s'appliquant à l'un quelconque des produits alimentaires pouvant être obtenu par extrusion, quelles que soient la forme, la configuration et la consistance des ingrédients concernés Par exemple, on peut préparer certains types de pâte alimentaire à partir de semoule, de fécule ou de farine de blé, ou d'un mélange de ces éléments avec de l'eau ou du lait, avec ou sans jaune d'oeuf ou autres ingré- dients On peut extruder des nouilles par exemple, dont la concentration en jaune d'oeuf est plus forte, alors que des spaghetti ou des nouilles vertes peuvent comprendre des épinards La description fera référence de temps à autre à des mélanges de "pasta", de pâte de patisserie ou de pâte alimentaire pouvant présenter une variété de consistances, telles que floconneuse, poudreuse, granuleuse, pâteuse, etc. Les dimensions et la forme des articles alimentaires extrudés dépendent des dimensions et de la forme des orifices de la plaque à filières d'extrusion par lesquels le mélange de "pasta', de pâte de patisserie ou de pâte alimentaire est obligé de passer, du fait de la pressurisation produite dans la chambre de pression qui est adjacente à la plaque à filières a'extrusion Ces formes allongées peuvent comprendre 2 u des formes en ruban qui sont caractéristiques des nouilles, des formes rondes et rigides qui sont caractéristiques des spaghetti, des combinaisons de formes rondes et plates telles que celles des linguinni, des formes rondes et très minces qui sont caractéristiques des vermicelles, des formes allongées et creuses qui sont caractéristiques des macaroni. Si on se réfère maintenant à la figure 1, l'appareil extrudeur de pâte qui est désigné dans son ensemble par la référence 10 comprend un logement 12 supportant une trémie d'alimentation 14 apte à fournir à l'appareil 10 le mélange de "pasta", de pâte à patisserie, de pâte alimentaire, de granules ou de flocons 16, par gravité, en vue de l'extru- sion Un plongeur ou poussoir 17 tenu à la main peut être inséré dans la trémie 14 pour presser le mélange de pâte 16 dans le goulot 19 de la trémie de manière qu'il pénètre dans le logement 12 Les ingrédients du mélange de pâte 16 corres- pondent au type ou aux types de pâte qui doit ou doivent - être extrudés par les divers orifices de la plaque à filières. Deux engrenages 18 et 20 sont montés de façon rotative sur des arbres respectifs 22 et 24, à l'intérieur du logement 12 Les engrenages 18 et 20 comprennent des dents périphéri- ques 26 et 28 qui engrènent mutuellement dans une zone d'engrènement 30 située entre les deux engrenages Des canalisations courbes 32 et 34 sont formées entre le logement 12 et les périphéries des engrenages 22 et 24 respectivement. Ces canalisations sont en communication avec une chambre d'entrée 36 qui est située à proximité des dents des engrena- ges Cette chambre d'entrée est disposée en-dessous du goulot de la trémie 16. On notera que les surfaces internes des parois incurvées du logement 12, dans les régions des canalisations courbes 32 et 34, sont en conformité avec les périphéries des deux engrenages 18 et 20 qui tournent en sens inverse dans le sens des flèches 50 Ainsi, le mélange de pâte contenu dans la chambre d'entrée 36 pénètre dans les espaces 39 situés entre les dents de chacun des engrenages et se trouve capté dans ces espaces pour être propulsé dans les canalisations courbes 32 et 34 en direction d'une chambre de pression 37. Les parois incurvées du logement qui sont proches de chaque canalisation 32 et 34 retiennent le mélange de pate 16 dans les espaces 39 situés entre les dents des engrenages et empêche le mélange de pâte de s'échapper alors qu'il est propulsé effectivement et relativement efficacement en direction de cette chambre de pression 37. Comme on le voit à la figure 2, un moteur 40 entraîne un arbre rotatif 42 comportant une vis sans fin 44 pour entraî- ner un engrenage réducteur 46 monté sur un moyeu 47 fixé à l'arbre 24 et destiné à l'engrenage 20 Cette structure constitue le moyen d'entraînement des engrenages rotatifs 18 et 20 en sens inverse, à l'intérieur du logement, comme indiqué par les flèches 50 de la figure 1 En conséquence, la rotation de l'arbre 42 entraîné par le moteur 40 fait tourner la vis sans fin 44 qui, de son côté, fait tourner l'engrenage réducteur 46 et l'arbre 24 auquel est fixé l'engrenage 20 Du fait que l'engrenage 20 tourne dans un sens, ses dents périphériques 28 engrènent avec les dents périphériques 26 de l'engrenage 18, et entraînent l'engrena- ge 18 en sens inverse. Le dispositif d'entraînement réducteur 44, 46 de la vis sans fin fait tourner les engrenages 18 et 20 à une vitesse relativement lente et avec un couple relativement élevé, considérant les dimensions d'ensemble compactes de l'appa- reil Par exemple, les engrenages 18 et 20 ne tournent qu'à la vitesse de quelques tours à la minute (t/min) seulement. Comme expliqué ci-dessus, le mélange de pâte 16 est capté dans les espaces 39 situés entre les dents des engrena- ges et est donc effectivement et relativement efficacement propulsé le long des canalisations 32 et 34 jusque dans la chambre de pression 37, dont les seules sorties sont consti- tuées par les orifices de la plaque à filières Le mélange de pâte ne peut pas passer entre les deux engrenages du fait que la zone d'engrènement 30 bloque complètement la région située entre les deux engrenages Les dents qui engrènent mutuellement dans la zone 30 forcent le mélange de pâte à sortir des espaces 39 sous pression pour parvenir dans la chambre de pression 37, le résultat étant de pressuriser de façon sensiblement uniforme le mélange de pâte dans toute la chambre de pression 37 en vue d'extruder de façon uniforme cette pâte par les orifices 56 des filières Un glissement relativement faible apparaît entre le mélange de pâte et les dents 26 et 28 des engrenages, contrairement à une extrudeuse à pâte de type classique à vis d'alimentation hélicoïdale dans laquelle il y a continuellement un glisse- ment relativement important. En outre, le mélange de pâte est avantageusement entra - 3 U né de façon uniforme par la pression de façon à être extrudé par les orifices des filières 56; alors que, lorsqu'il s'agit d'une extrudeuse de pâte à vis d'alimentation hélicol- dale, le mélange de pâte est soumis à une action de raclage et de frottement lorsque l'extrémité de la vis d'alimenta- tion et de sa ou de ses lames hélicoidales tournent contre la surface interne de la filière d'extrusion située à l'extrémité avant du barrillet tubulaire qui contient la vis d'alimentation. Le mode de réalisation illustré présente un moteur séparé 40 qui entraîne l'appareil extrudeur de pâte 10. Cependant, cet appareil peut être conçu pour être entraîné par le moteur d'entraînement d'un équipement de cuisine tel qu'un robot de cuicine pour le traitement d'aliments et il est alors adapté pour constituer un auxiliaire que l'on peut monter sur ce robot de cuisine. Pour adapter l'appareil extrudeur de pâte de la présente invention à un robot de cuisine, l'extrémité externe de l'arbre 42 comprend un dispositif d'accouplement tel qu'un organe cannelé mâle ou femelle apte à s'associer à un organe cannelé male ou femelle complémentaire entraîné par le moteur du robot de cuisine Par exemple, l'axe de l'arbre 42 peut être orienté verticalement, l'extrémité externe de l'arbre 42 traversant le fond 49 du logement 12 pour en sortir vers le bas Cet arbre 42 comprend un accouplement apte à être accouplé à l'arbre d'entraînement d'outil du robot de cuisine. On comprendra que le mécanisme de réduction de vitesse et d'augmentation de couple 44, 46 puisse être constitué par tout engrenage approprié permettant d'entraîner l'arbre 24 de l'engrenage 20 à une vitesse réduite, par exemple de l'ordre de seulement quelques tours à la minute On compren- dra que les arbres 22, 24 et 42 soient montés dans des paliers appropriés, indiqués par exemple en 48. La plaque à filières d'extrusion 54 peut être facilement retirée et remplacée par une autre ayant des orifices 56 de dimensions et de formes différentes pour permettre l'extrusion de pates alimentaires de dimensions et de formes différentes. Comme on le verra à la figure 3, un côté du logement 12 comprend une joue annulaire 53 faisant fonction de siège 52 pour une plaque à filières d'extrusion 54 comprenant une série d'orifices 56 La filière d'extrusion 54 et les orifices 56 qui la traversent est disposée dans uneposition immédiatement adjacente à la chambre de pression 37 La plaque à filières d'extrusion 54 est maintenue en place par un anneau de serrage 58 fixé au logement 12 par des moyens de fixation dégageables et appropriés, par exemple par une série de vis à métaux 60 Par exemple, diverses filières 54 peuvent être utilisées pour obtenir des spaghetti, des vermicelles, des nouilles, des linguinni, des macaroni, des zitti, etc, épais ou minces En conséquence, une machine extrudeuse de pâte 10 peut être utilisée pour extruder une série d'éléments continus et obtenir ainsi de grandes quanti- tés de pâtes alimentaires fraîches, en fonction des besoins de l'utilisateur La pâte est fraîche et a meilleur goût, du fait de sa fraîcheur même, et le dispositif permet en outre à l'utilisateur de contrôler les ingrédients, d'éliminer les additifs et les conservateurs indésirables qui sont souvent présents en quantités importantes dans les variétés de pâtes alimentaires que l'on achète dans les magasins Le mélange et l'extrusion de la pâte permettent d'obtenir un produit plus frais qui peut être également moins coûteux que les variétés qui sont distribuées à l'état pré-emballé. En fonctionnement, le mélange de pâte alimentaire 16 est alimenté par gravité ou par le poussoir 17 dans la chambre d'entrée 26 La contrerotation des engrenages 18 et 20 amène les dents 26 et 28 à transporter le mélange de pâte alimentaire 16 dans leurs espaces 39, en passant par les étroits passages ou canalisations 32 et 34 pour parvenir dans la chambre de pression 37 Comme les dents 26 et 28 des engrenages 18 et 20 engrènent dans la zone 30, le mélange de pâte alimentaire 16 est amené sous pression dans la chambre 37 et de là, traverser les orifices 56 de la filière d'extrusion 64, ce qui permet d'obtenir ainsi par extrusion des pâtes en éléments continus Les canalisations confinées 32, 34, en coopération avec les engrenages qui tournent lentement et qui sont entraînés selon un couple relativement important, créent avantageusement une pression relativement élevée dans la chambre 37, de manière à obtenir l'extrusion uniforme qui est désirée L'intérêt de cette disposition réside dans la nature compacte de l'appareil 10 qui génère une pression importante et sensiblement uniforme dans la chambre 37 de façon que l'extrusion par les orifices 37 ne soit réalisée que par la pression Les engrenages 18 et 20 peuvent avoir une courte longueur axiale de 2,5 cm environ. Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation, non plus qu'à ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Appareil extrudeur de pâte alimentaire, caractérisé en ce qu'il comprend deux engrenages ( 18, 20) de dimensions égales, lesdits engrenages étant montés de façon rotative sur des arbres horizontaux respectifs ( 22, 24) espacés et parallèles, ces engrenages comprenant des dents périphériques ( 26, 28) venant en engagement mutuel et étroit dans une zone d'engrènement ( 30), des moyens d'entraînement ( 40, 44, 46, 47, 24) permettant de faire tourner les engrenage dans des sens opposés, un logement ( 12) entourant étroitement les engrenages et comprenant une trémie d'alimentation ( 14) destinée à amener un mélange de pâte alimentaire ( 16) dans les espaces 139) situés entre les dents des deux engrenages dans un emplacement inverse à propulser le mélange de pâte alimentaire en direc- tion de la zone ( 30) o les dents desdits engrenages sont en engrènement mutuel, le logement définissant une chambre de pression ( 37) qui communique avec les périphéries des engrenages immédiatement à l'amont de la zone d'engrènement de manière que les engrenages rotatifs expulsent le mélange de pâte alimentaire hors de leurs espaces respectifs situés entre leurs dents en engrènement sous pression vers la chambre de pression, et une filière d'extrusion ( 54) qui est adjacente à ladite chambre de pression et qui comprend une série d'orifices ( 56) communiquant avec la chambre de pres- sion pour extruder la pâte en la faisant sortir par lesdits orifices. 2 Appareil extrudeur de pâte selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'extrusion ( 56) sont orientés dans une direction qui est sensiblement parallèle aux axes de rotation des engrenages en vue d'extruder la pâte alimentaire en direction axiale. 3 Appareil extrudeur de pâte selon la revendication 1, caractérisé en ce que les engrenages ( 18, 20) ont une longueur axiale qui est approximativement de 2,5 cm. 4 Appareil extrudeur de pâte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la trémie ( 14) communique avec les périphéries des deux engrenages immé- diatement à l'aval de la zone d'engrènement ( 30) de manière à alimenter le mélange de pâte alimentaire dans les espaces ( 39) situés entre les dents ( 26, 28) des deux engrenages peu après la sortie des dents de ladite zone d'engrènement. Appareil extrudeur de pâte selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la filière d'extrusion ( 34) est une plaque à filières espacée des dents des deux engrenages, une partie de la chambre de pression ( 37) étant disposée entre les engrenages et la plaque à filières de manière que la pâte alimentaire soit extrudée de la chambre de pression en passant par les orifices ( 56) seulement sous l'effet de la pression. 6 Appareil extrudeur de pâte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les périphéries des premier et second engrenages ( 18, 20) sont étroitement espacées des surfaces internes des parois du logement ( 12) en formant d'étroites canalisations courbes ( 32, 34) s'éten- dant partiellement autour des premier et second engrenages, les parties supérieures des canalisations étant en communica- tion avec la trémie ( 14) et les parties inférieures des canalisation étant en communication avec la zone d'engrène- ment ( 30), et les dents périphériques ( 26, 28) des engrenages propulsant le mélange de pâte alimentaire par les canalisa- tions courbes en direction de la zone d'engrènement o le mélange de pâte alimentaire est expulsé des espaces compris entre les dents sous pression pour parvenir dans ladite chambre de pression ( 37). 7 Appareil extrudeur de pâte selon la revendication 6, caractérisé en ce que le logement ( 12) est fermé sur le côté des premier et second engrenages ( 18, 20) en direction axiale opposée à la filière d'extrusion ( 54). 8 Appareil extrudeur de pâte selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les arbres ( 22, 24) des premier et second engrenages ( 18, 20) sont des axes horizontaux et parallèles, et en ce que les orifices d'extrusion ( 56) sont orientés dans une direction qui est sensiblement parallèle aux axes, en vue d'extruder des éléments continus de pâte alimentaire dans une direction sensiblement horizontale et en passant par lesdits orifices.