Brevet FR2515934A1 — publié le 19830513

I La présente invention se rapporte à un appareil de préparation d'aliments, et plus précisément à un appareil à extruder des produits alimentaires ou à en former des portions ou rations, comportant une plaque d'extrusion équipée de deux couteaux et un système convoyeur de fluide destiné à chauffer et transporter le produit préparé. Il existe un large marché pour des produits alimen- taires préparés spécialement de façon à pouvoir être consommés par les jeunes enfants ou certains malades Ces personnes sont souvent incapables de mastiquer convenablement ou de digérer certains aliments tels que les viandes, dont la composition rend par nature cette digestion difficile. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 615 693 a décrit un procédé de préparation de produits à base de viande, prêts à la consommation pour cette clientèle De la viande crue à l'état naturel est d'abord émulsifiée, c'est-à-dire divisée en particules de grosseur indiscernable à l'oeil nu La réduc- tion du produit à cette grosseur évite d'avoir à le mastiquer fortement et facilite par ailleurs la digestion Puis on prépare l'émulsion de viande ainsi obtenue, de façon à permettre de la consommer effectivement, en la faisant passer par une plaque d'extrusion Cette plaque porte sur sa surface extérieure un couteau qui découpe l'émulsion en parts distinctes de gros- seur et d'aspect satisfaisants. Actuellement, ces parts d'aliment sont introduites par gravité dans un récipient contenant une solution aqueuse chaude, de façon à être cuites et combinées avec d'autres ingrédients nutritifs Il a été constaté que la solution récep- trice doit être à une température supérieure de 280 C environ à celle qui est nécessaire pour coaguler la viande, afin d'empê- cher les parts formées de se dissocier. Un inconvénient de ce procédé réside dans le fait que l'émulsion de l'aliment, dans le cas d'une viande en parti- culier, tend à obstruer les trous de la plaque d'extrusion, en empêchant cet aliment de continuer à y passer Il faut alors interrompre la production pour démonter le mécanisme de l'appareil extrudeur afin de nettoyer la plaque Il est évident qu'il convient de supprimer cette opération de débouchage nuisible au rendement et onéreuse Sous un aspect, la présente invention implique l'utilisation de deux couteaux pour remé- dier à ce défaut Bien que, dans d'autres contextes, des couteaux aient été disposés sur les deux surfacesintérieure et extérieured'une plaque d'extrusion, cette caractéristique ne concernait pas les problèmes relatifs à la confection de portions consommables à partir d'une émulsion d'un aliment. Des difficultés ont aussi été éprouvées pour trans- porter les portions formées, de la face extérieure de la plaque d'extrusion à la solution de cuisson Il est normal que les portions formées s'amassent un certain temps près de la face extérieure de la plaque d'extrusion, ce qui les fait adhérer les unes aux autres ou à des surfaces du mécanisme. Les portions sont visqueuses et délicates Leur adhérence les unes aux autres ou au couteau extérieur peut leur faire perdre leur uniformité de grosseur ou en provoquer la désa- grégation complète. La présente invention concerne un appareil extrudeur pour produits alimentaires, qui comporte une plaque d'extru- sion perforée équipée de couteaux rotatifs qui sont appliqués élastiquement contre ses deux faces intérieure et extérieure. De plus, la face extérieure de cette plaque d'extrusion et son couteau extérieur sont disposés tous deux dans un boîtier étanche comportant un raccord d'entrée et un raccord de sortie d'un fluide La face intérieure de la plaque d'extrusion et son couteau rotatif sont logés hermétiquement dans une chambre, qui est utilisée pour recevoir l'aliment, introduit sous pression, et l'amener à cette plaque. En service, l'aliment, une émulsion de viande par exemple, dont on désire former des portions comestibles dis- tinctes, est introduit dans la chambre, o il est découpé par le couteau rotatif intérieur avant de passer par les trous de la plaque d'extrusion Quand l'aliment sort de cette plaque, le second couteau le découpe en parts ou portions distinctes. Il est possible de déterminer la grosseur et la forme des portiwinis formées en modifiant les dimensions et la forme des trous de la plaque d'extrusion, le nombre et les dimensions des lames du couteau extérieur, la vitesse de rotation de ce couteau extérieur et la vitesse de passage de l'émulsion de viande à travers la plaque. Le boîtier étanche qui entoure la face extérieure de la plaque d'extrusion a pour effet de faire sortir de l'appareil extrudeur la matière fluide en mouvement Les portions formées à la grosseur désirée sont donc entraînées continuellement dans le courant de fluide et sont transpor- tées sous forme de bouillie au poste de traitement suivant, qui peut être un poste d'addition d'autres ingrédients, un poste de conditionnement, etc De manière connue, le fluide qui reçoit les portions formées peut être chauffé de manière que la cuisson de l'aliment débute dès que celui- ci a été extrudé. L'invention vise notamment à améliorer la prépara- tion, par le procédé d'extrusion et de submersion dans un liquide, des aliments prêts à la consommation Ainsi, le boîtier contenant du fluide, ici décrit, permet l'extrusion de l'aliment dans une solution chauffée dynamique (c'est-à- dire en mouvement, et non pas statique) Puisque ce boîtier permet l'écoulement, à un débit constant, de la solution réceptrice devant la plaque d'extrusion et au-delà de celle- ci, les portions sont efficacement empêchées de s'agglomérer en une masse dense au voisinage de la surface extérieure de la plaque et de l'ensemble comportant le couteau extérieur. Ainsi, le dispositif de la présente invention a pour avantage de produire une bouillie ou suspension donnant des portions dont l'uniformité de dimension n'est pas détruite par l'adhérence de ces portions les unes aux autres ou au couteau extérieur. L'invention vise aussi à supprimer les interruptions de production provoquées actuellement par l'obturation des trous de la plaque d'extrusion Ce phénomène est causé par exemplepar le fait que des fibres de viande sont retenues continuellement à l'entrée des trous, ce qui diminue la section de ces trous et peut finalement les obstruer Il est possible de supprimer en grande partie ce phénomène en montant un second couteau rotatif, appliqué élastiquement contre la face intérieure de la plaque d'extrusion Lorsque les lames de-ce couteau intérieur passent sur les orifices des trous, elles coupent les fibres qui peuvent s'y trouver, en permettant à ces fibres de passer librement dans ces trous De cette manière, le risque d'obturation de la plaque d'extrusion est fortement réduit et l'on élimine virtuellement la nécessité d'interrompre fréquemment la production pour nettoyer cette plaque. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatifs, sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale schématique, avec coupe-partielle, d'une forme de réalisation d'un appareil extrudeur pour produits alimentaires selon l'invention, et la figure 2 est une coupe transversale le long du plan de la ligne 2-2 de la figure 1, représentant la plaque d'ex- trusion, le couteau extérieur et une partie du couteau inté- rieur. L'invention sera décrite en relation avec une forme de réalisation qui est destinée à former des portions de viande, mais il doit être entendu que l'appareil selon l'invention convient également pour préparer d'autres genres d'aliments. La figure 1 représente un appareil destiné à former des portions de viande, ou appareil extrudeur, désigné dans son ensemble par 50 L'appareil 50 comporte fondamentalement une plaque d'extrusion 40, montée entre une chambre à viande 30 et un boîtier 10 de passage d'un fluide Un couteau rotatif intérieur 32 est appliqué élastiquement contre la face inté- rieure 43 de la plaque d'extrusion 40 et un couteau rotatif extérieur 14 est appliqué élastiquement contre la face exté- rieure 44 L 'appareil peut être fixé en place au moyen de supports de montage 37. Des écrous 23 et des vis 24 relient le boîtier 10 à la chambre 30 et serrent hermétiquement la plaque d'extrusion 40 entre ces éléments Le montage par écrous 23 et vis 24 permet d'accéder aisément à l'intérieur de l'appareil 50 pour le nettoyer et l'entretenir Des écrous à oreilles 21 et des vis 22 fixent un couvercle 20 au boîtier 10 Un joint torique 42 assure l'étanchéité Le couvercle 20 comporte un raccord 1 I d'arrivée du fluide et un raccord 12 de sortie de ce fluide et des portions Ces raccords comportant aussi des gorges 25, 26, destinées à loger des joints toriques pour la liaison her- métique à un appareil (non représenté) de distribution de fluide. Une source M d'énergie motrice (un moteur, par exemple) communique avec l'intérieur de la chambre à viande 30 par un arbre 36, qui passe dans un joint plastique 39 Cet arbre 36 est relié à un arbre d'entraînement 33, qui fait tourner le couteau intérieur 32 et le couteau extérieur 14 et qui comporte un épaulement 35, appliqué contre un rebord 34 du couteau rotatif intérieur 32 Cet arbre d'entraînement 33 passe ensuite dans une ouverture de forme correspondante de la plaque d'extrusion 40 et porte à son extrémité un écrou 17 et une rondelle 16 Cet écrou 17 et cette rondelle 16 maintiennent un ressort puissant 15, qui est appliqué contre un rebord 18 du couteau rotatif extérieur 14 Comme on peut le voir sur la figure 1, le bandage du ressort 15 applique le couteau extérieur 14 contre la face extérieure 44 de la plaque d'extrusion 40 Ce bandage attire de manière correspondante l'épaulement 35 de l'arbre d'entraînement 33 vers le ressort 15, et provoque l'appli- cation élastique du couteau intérieur 32 contre la face intérieure 43 de la plaque d'extrusion 40. En service, ainsi que le représente schématiquement la figure 1, de la viande ou un autre aliment V est introduit à force par le raccord d'entrée 38, qui a été représenté fileté de manière à pouvoir être relié à un appareil d'alimentation (non représenté) La forme conique de la chambre à viande 30 facilite le passage de cette viande dans-le sens indiqué par la flèche 31. La poussée créée par l'injection sous pression de la viande repousse celle-ci contre la face intérieure 43 de la plaque d'extrusion 40 Les particules de l'aliment passent normalement par un ou plusieurs trous 41 Cependant, si des fibres de viande se bloquent dans un ou plusieurs trous 41, une des lames (ou un des bords tranchants) 46 du couteau intérieur 32 coupe ces fibres en tournant La partie de la fibre restée dans le trou 41 est alors libérée et est chassée de ce trou par les particules de viande qui se trouvent derrière elle Le couteau 32 entraîne la partie coupée de la fibre vers un nouveau trou 41 et, ou bien la grosseur de cette partie lui permet d'y passer, ou bien elle est de nouveau coupée jusqu'à ce qu'elle puisse le faire De cette manière, le risque d'obturation de la plaque d'extrusion 40 du côté de sa surface intérieure 43 est fortement réduit, ce qui évite pratiquement d'avoir à interrompre fréquemment la production pour démonter l'appareil 50 afin de nettoyer cette plaque 40. Les trous 41 moulent l'aliment, dans le présent cas l'émulsion de viande, à la forme et à la grosseur désirées. Quand il sort de la face extérieure 44 de la plaque d'extrusion , l'aliment a pris la forme de cordons cylindriques Mais les cordons extrudés sont aussitôt découpés par les lames ou bords tranchants 45 du couteau extérieur 14 pendant que ces lames entraînées par l'arbre 33, passent le long de la face extérieure 44 de la plaque d'extrusion 40. La figure 2 représente la manière dont les portions 48 sont formées par ce procédé Dans un but de clarté, seule une portion 48 ainsi formée a été représentée Il est clair que la forme et les dimensions en section droite d'une portion 48 typique sont déterminées par la section droite des trous 41, bien que cette forme et ces dimensions puissent être modifiées quelque peu par un traitement ultérieur tel qu'une cuisson. La longueur de la portion 48 est fonction du débit et de la pression sous lesquels la viande est repoussée dans le raccord d'entrée 38, de la vitesse de rotation du couteau extérieur 14 (dont le sens de rotation est indiqué par la flèche 47 de la figure 2), et du nombre de lames 45 de ce couteau extérieur 14. Si l'on désire obtenir une boulette de viande' il est possible, en réglant ces facteurs, de donner une forme cylindrique à la portion 48 qui prendra à la cuisson une forme à peu près sphéri- que On peut obtenir aisément d'autres formes et d'autres 15934 grosseurs, par exemple des étoiles ou d'autres figures, en modifiant tout simplement la forme et les dimensions en section droite des trous 41. Pendant toute l'opération, un fluide provenant d'une source F pénètre par le raccord d'entrée 11 du couvercle 20 du boîtier 10 Ce fluide peut être chauffé de manière à faire débuter la cuisson des portions 48 dès qu'elles sont extrudées. Dans le cas d'une viande, il s'est révélé avantageux cde chauf- fer le fluide à une température supérieure d'au moins 280 C environ à celle qui est nécessaire pour coaguler cette viande. Cela empêche les portions 48 de se dissocier après extrusion. Le boîtier 10 oblige le fluide qui pénètre par le raccord 11 à passer sur l'ensemble 13 du couteau extérieur, et à entraîner en suspension les portions 48 aussitôt qu'elles ont été extrudées Cette suspension ou bouillie sort par le raccord 12 pour être amenée à un séparateur de particules S, qui en retire le fluide Dans certaines applications, telles que les potages et les ragoûts, il est évidemment avantageux de permettre au fluide de rester dans le produit final. Un réglage approprié du débit du fluide permet de minimiser l'accumulation des portions 48 autour de l'ensemble 13 du couteau extérieur Cela empêche ces portions d'adhérer les unes aux autres, à cet ensemble 13 ou à d'autres éléments de l'appareil 50. Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifications à l'appareil extrudeur pour produits alimentaires, représenté et décrit. REVENDICATIONS 1 Appareil extrudeur pour produits alimentaires, caractérisé en ce qu'il comprend: une plaque d'extrusion ( 40), qui comporte une face intérieure ( 43), une face extérieure ( 44) et au moins un trou ( 41) entre ces surfaces; un premier dispositif qui est destiné à faire avancer l'aliment vers cette plaque d'extrusion ( 40) et à le faire passer dans les trous ( 41) de cette dernière; un organe ( 32) qui est adjacent à une surface de ladite plaque ( 40) et qui est destiné à découper l'aliment au moment o il passe dans les trous ( 41); et un second dispositif qui est destiné à faire circuler un fluide le long de la surface extérieure ( 44) de la plaque d'extrusion ( 40), de façon à éloigner de celle-ci les portions découpées. 2 Appareil extrudeur pour produits alimentaires, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'extrusion ( 40), qui comporte une face intérieure ( 43), une face extérieure ( 44) et au moins un trou ( 41) entre ces faces un premier dispositif, qui est destiné à faire avancer l'aliment vers cette plaque d'extrusion et à le faire passer dans le ou les trous ( 41) de cette dernière; un premier organe ( 32), qui est adjacent à la face intérieure ( 43) de la plaque d'extrusion ( 40) et qui est destiné à couper l'aliment au moment o il pénètre dans ce trou; un second organe ( 14), qui est adjacent à la face extérieure ( 44) de cette plaque d'extrusion et qui est destiné à découper l'aliment en portions distinctes ( 48) à mesure qu'il passe dans le trou ( 41); et un second dispositif, qui est destiné à faire circuler un fluide le long de cette face extérieure ( 44) de la plaque d'extrusion ( 40) de façon à éloigner de celle-ci les portion découpées ( 48). 3 Appareil extrudeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second dispositif destiné à faire circuler un fluide est un boîtier ( 10), qui est monté de façon à entourer la face extérieure ( 44) de la plaque d'ex- trusion ( 40)et qui comporte un raccord ( 11) d'arrivée de fluide et un raccord ( 12) de sortie de ce fluide et des portions, de façon qu'il se crée un courant de fluide partant de ce raccord d'entrée ( 11), passant le long de cette face extérieure ( 44) et sortant par ce raccord de sortie ( 12). 4 Appareil extrudeur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de chauffage du fluide. Appareil extrudeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier et second organes de coupe sont des couteaux rotatifs ( 32,14) comportant chacun au moins une lame ( 45,46). 6 Appareil extrudeur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments ( 15,35) qui appliquent élastiquement les lames ( 45,46) des couteaux rotatifs ( 32,14) contre les faces respectives ( 43, 44) de la plaque d'extrusion ( 40). 7 Appareil extrudeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier dispositif destiné à faire avancer l'aliment est une chambre fermée ( 30), qui est montée de façon à entourer la face intérieure ( 43) de la pla- que d'extrusion ( 40), cette chambre comportant un raccord ( 38) d'introduction de l'aliment et étant destinée à recevoir cet aliment introduit sous pression par ce raccord ( 38) et à l'amener à cette face intérieure ( 43) de façon à le faire passer par les trous ( 41). 8 Appareil extrudeur pour aliment, caractérisé en ce qu'il comprend: - une plaque d'extrusion ( 40), qui comporte une face intérieure ( 43), une face extérieure ( 44) et au moins un trou ( 41) entre ces faces; un arbre d'entraînement ( 33), qui traverse cette plaque; des premier ( 32) et second ( 14) couteaux rotatifs, quï sont montés sur cet arbre d'entraînement ( 33) et-comportent chacun au moins une lame ( 45,46), ces lames étant adjacentes respectivement à la face intérieure ( 43) et à la face extérieure ( 44) de la plaque d'extrusion ( 40); des organes ( 15,35) , qui appliquent élastiquement les lames des deux couteaux ( 32,14) contre les faces respecti- ves ( 43,44) de cette plaque d'extrusion ( 40); un premier dispositif ( 38-,30), qui est destiné à faire avancer l'aliment vers la face intérieure ( 43) de ladite plaque d'extrusion et à le faire passer par le ou les trous ( 41) de cette dernière; des éléments (M, 36),qui font tourner l'arbre d'entraînement ( 33) et les premier et second couteaux, ce premier couteau ( 32) empêchant, en tournant, l'aliment de cesser de pénétrer dans le ou les trous ( 41) de la plaque et ce second couteau ( 14) découpant l'aliment qui sort par la face exté- rieure ( 44) de cette plaque en des portions ( 48) distinctes; et un second dispositif ( 10,11,12), qui est destiné à faire circuler un fluide le long de cette face extérieure ( 44) de la plaque, de façon à éloigner les portions ( 48) de ladite plaque d'extrusion. 9 Appareil extrudeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les organes qui appliquent élastiquement les couteaux contre les faces de la plaque d'extrusion sont un ressort ( 15), qui est monté sur l'arbre d'entraînement ( 33) et qui est appliqué contre le second couteau ( 14) et un épaulement ( 35) de cet arbre d'entraînement, appliqué contre le premier couteau ( 32), ces couteaux étant retenus entre cet épaulement et ce ressort, si bien que ce dernier applique les lames ( 46) de ce second couteau ( 14) contre la face extérieure ( 44) de la plaque d'extrusion ( 40) et que ledit épaulement ( 35) applique les lames ( 45) du premier couteau ( 32) contre la face intérieure ( 43) de cette plaque. Appareil extrudeur pour aliments selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 8, caractérisé en ce que l'aliment est une viande consistant en une émulsion de matières grasses et de protéines en particules de grosseur 2 2515934 indiscernable à l'oeil nu. 11 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fluide est porté à une température supérieure d'au moins 280 C à celle qui est nécessaire pour coaguler la viande. 12 Procédé destiné à convertir une émulsion de viande hachée en un produit aisément digestible et prêt à être consommé, dans lequel on extrude cette émulsion de viande crue, de manière à en former des portions de viande de grosseur discernable, puis on chauffe immédiatement ces portions en exécutant cette extrusion sous la surface ou en amont d'une solution aqueuse chaude, procédé caractérisé en ce que l'on fait circuler cette solution pour l'éloigner du point d'extru- sion des portions formées, ce qui empêche ces dernières de s'agglomérer et d'adhérer aux organes d'extrusion. 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on découpe l'émulsion avant et après extrusion.