Brevet FR2554324A1 — publié le 19850510

L'invention concerne un procédé pour la sépara- tion des peaux de graines de soja par rapport à l'intérieur de ces graines, et ce avec des moyens mécaniques. Ce procédé est une étape technologique dans le traitement des graines de soja pour en faire une huile ali- mentaire, dans lequel on obtient, comme sous-produit, un gruau de soja. Un gruau nutritif ne doit pas contenir des particules de peaux de ces graines ou il doit en contenir le moins possible. Dans ce but, il faut donc séparer, au cours du processus, les peaux des intérieurs. Mais la sépara- tion des peaux par rapport aux intérieurs doit laisser ces derniers aussi intacts que possible, c'est-a-dire qu'ils peuvent tout au plus être cassés en grosses particules, sans qu'il se produise alors de la poussière ou des particules fines, qui sont indésirables dans les étapes suivantes du processus ou encore qui gênent ou empêchent la séparation, ce qui entraine des interruptions de la production pendant cette étape ou dans une des suivantes. Dans les procédés connus pour la séparation des peaux par rapport aux intérieurs, procédés utilisant des dis- positifs d'épluchage mécaniques connus dans l'industrie de la meunerie en appliquant des règles de fonctionnement connues, il se produit justement de la poussière et/ou des particules indésirables ou gênantes indiquées plus- haut. Le but de l'invention est de trouver un procédé du type indiqué plus haut, qui entraîne complètement cette séparation, mais sans la création de la poussière et/ou des particules nuisi- bles. De plus, le procédé proposé doit convenir pour diffé- rentes matières premières prétraitées ou non, constituées par les graines de soja. Ce peuvent être des graines entières, dont l'humidité permet de les éplucher directement à l'aide du procédé. Mais ce peuvent être aussi des graines de soja qui ont été prétraitées thermiquement pour le décollage des peaux par rapport aux intérieurs et soumises, le cas échéant, à des efforts de cisaillement dans un moulin à cylindres cannelés, ce qui produit une cassure partielle, de sorte que cette matière des graines de soja présente des objets de différentes tailles et de différentes qualités. Ce but est atteint, suivant l'invention, par le fait que la matière constituant les graines de soja, c'est-à-dire leurs intérieurs et/ou des parties d'intérieur, est soumise individuellement, avec les peaux ou parties de peaux qui y sont attachées, au choc d'un outil de percussion, qui lance l'élément frappé de cette matière sur une trajectoire de vol, à une vitesse constante etégale, pour produire un impact contre une paroi, de sorte que ce choc et cet impact entraînent, pour l'essentiel, la séparation des parties de peaux par rapport aux parties d'intérieur, après quoi la matière obtenue est dirigée, le long de cette paroi, vers des endroits, qui sont prévus et réalisés pour l'arrachement des parties de peaux adhérant encore éventuellement aux parties de graines. Suivant une caractéristique supplémentaire, la matière obtenue après la séparation est avantageusement di- rigée vers et à travers des trous pratiqués dans la paroi contre laquelle les éléments de cette matière ont été pro- jetés, le passage intérieur minimum de ces trous étant au plus deux fois plus grand que la plus-grande particule de - matière. Suivant une autre caractéristique complémentaire, l'outil de percussion se déplace, au moment du choc, à une vitesse d'environ 20 m/sec.et que la vitesse des parties volantes de graines au moment de 1' impact est environ du même ordre. Cependant d'autres caractéristiques encore du procédé selon l'invention, et ses avantages, apparaîtront au cours de la description suivante. Celle-ci se réfère aux dessins d'une machine pour l'exécution du présent pro- cédé. Sur ces dessins: la figure 1 représente une coupe transversale d'une machine utilisable pour ce procédé; la figure 2 représente une coupe longitudinale de cette machine; la figure 3 représente une vue de côté d'un détail d'une paroi de tamisage; la figure 4 représente un détail de la figure 3, suivant la flèche A de cette figure et la figure 5 représente un autre exemple de ma- chine utilisable. Les graines de soja à traiter suivant cet exem- ple d'exécution décrit, la matière première constituée par les graines de soja, ont été prétraitées thermiquement, de sorte que les peaux des graines sont bien séparées des inté- rieurs des graines, mais qu'elles les enveloppent encore. Le cas échéant, elles ont été encore soumises, après le pré- traitement thermique, à des efforts de cisaillement, par exemple au moyen d'un moulin à cylindres cannelés, de sorte qu'on a obtenu une cassure de la peau et un léger décalage des moitiés d'intérieur entre elles et, le cas échéant, aussi une cassure partielle des intérieurs et des peaux. Des graines de soja 1 ainsi prétraitées, dont les intérieurs et/ou parties d'intérieurs sont encore enveloppés des peaux et/ou parties de peaux qui leur sont attachées, sont soumises séparément - c'est-a-dire chaque élément de la matière première constituée par les graines de soja - à un choc d'un outil de percussion 2. Ce choc exerce une première action mécanique au sens de la séparationde la partie de peau par rapport à la partie d'intérieur. Ce choc lance l'élément de la matière première frappé dans une trajectoire de vol, indi- quée par une flèche 3, en un impact contre une paroi 4, qui exerce une deuxième action mécanique sur cet élément et entraîne sa décomposition finale en ses constituants. Cela se termine par la décomposition de l'intérieur en au moins ses moitiés et au plus en environ des quarts de moi- tiés, sans création importante de poussière ou de particules fines; cela entraîne aussi la séparation essentielle des peaux et/ou de leurs parties par rapport aux parties d'inté- rieurs. La matière ainsi obtenue se déplace le long de la paroi 4 et à travers les trous 5 de la paroi, à une vitesse résiduelle par rapport à la vitesse régnant sur la trajec- toire de vol pour les éléments de la matière première. Sous l'action du frottement le long de la paroi 4, contre les arêtes des trous 5 et contre les parois des trous 5, les parties de peaux qui sont encore attachées aux parties d'intérieurs s'enlèvent. Les trous 5 doivent être au plus deux fois plus grands que la plus grande particule de matière en circulation. La méthode décrite mène à tous les avantages recherchés, quand l'outil de percussion 2 se déplace, au moment du choc sur l'élément de la matière première, à une vitesse d'environ 20m/sec.et quand la vitesse de ces objets frappés et lancés en vol est du même ordre au moment de l'impact contre la paroi 4. Cette paroi 4 est avantageusement une paroi de tamisage et elle comporte des trous 5, dont le plus petit passage intérieur est 1,3 à 1,8 fois supérieur à la plus grande particule des graines qui doivent passer par les trous. L'épluchage des parties de peaux éventuellement res- tantes, et encore attachées aux parties d'intérieurs, se fait sur la paroi 4 ainsi que sur et/ou dans les trous 5 à une vitesse résiduelle par rapport à celle de l'impact et/ ou du vol des graines. Dans cet exemple d'exécution, l'outil de percussion 2 est rotatif: il tourne dans le sens de la flè- che 3, sur la figure 1, à une vitesse périphérique d'environ m/min. Quatre outils 2 sont chaque fois placés en croix et l'ensemble forme un rotor 22 en forme de croix. Sur le pourtour du rotor 22, la paroi d'impact 4 est constituée par une paroi de tamisage ronde, qui est pourvue de trous 5. Les outils individuels 2 sont des battoirs d'acier plats et pris- matiques, placés chaque fois en ligne, les uns à côté des autres, dans le rotor. Entre les outils, on prévoit chaque fois une fente, qui correspond environ à la largueur de la face frontale de l'outil. La matière première constituée par les graines de soja et/ou les éléments de matière qui la constituent sont amenés sur la trajectoire de l'outil à une cadence telle que chaque élément de la matière soit touché par un outil et qu'il ne le soit qu'une fois avant de se heurter à la paroi 4. Pour cela, on a placé un plan incliné 6 avant le rotor en croix 22. Il s'étend sur toute la longueur du rotor. Sur ce plan incliné s'accumule continuellement et régulièrement la matière constituée par les graines de soja. Les différents éléments de la matière glissent sur la pente du plan incliné et ils tombent en chute libre, par un déversoir 7 en cascade, qui est situé en bas du plan incliné 6, sur les trajectoires périphériques des outils de percussion 2 du rotor 22 en forme de croix. Ils doivent tomber à une fréquence égale à celle des outils de percussion 2 à l'endroit 3 du choc, c'est-à-dire quatre fois par tour de rotor, soit chaque fois au moment o l'outil s'approche de l'endroit du choc 3. La cadence doit être comprise en ce sens qu'aussi un certain nombre d'éléments, par exemple trois ou quatre, tombant les uns derrière les autres le long d'une ligne de chute sont touchés une fois par l'outil et qu'ils sont donc projetés contre la paroi d'impact 4, suivant le même nombre de trajectoires concentriques. On peut aussi imaginer que la surface du plan incliné 6 soit rainurée le long des lignes de chute; dans ces rainures, les éléments de matière se suivent dans un certain ordre. Ces rainures sont prévues aussi, toutes proportions gardées, sur le déversoir en cas- cade. Le pas de ces rainures devrait correpondre à celui des outils de percussion 2 qui sont sur le rotor 22. La fonction de répartition du plan incliné se compare à un modèle bien connu d'un dispositif de jeux d'eau, o un courant d'eau est réparti en filets, qui se divisent, à l'endroit du déversoir, en gouttes qui tombent en chute libre, de sorte qu'on obtient un rideau d'eau continu. Comme l'énergie est une fonction de la masse, il est clair que l'énergie cinétique des différents éléments constituant la matière première et ayant des masses diffé- rentes, comme cela se présente avec la matière des graines de soja à traiter, est différente aux moments du choc et de l'impact, o ils sont déplacés ou se déplacent à vitesse constante et égale: elle est plus grande avec des éléments plus grands et plus faible avec des éléments plus petits. Cela explique qu'avec le présent procédé, il ne se produit pas ou peu de fractions de poussière ou de particules sup- plémentaires, que la matière première de soja à traiter soit homogène ou hétérogène, pour ce qui est de la masse de ma- tière rencontrée. On a constaté pendant des essais que les arêtes des trous 5 soumises à l'impact des éléments doivent être et rester vives, quoiqu'elles soient soumises à une forte usure par la matière. Pour la forme de ces trous, on a obtenu de bons résultats avec des trous longs en forme de fentes, qui sont parallèles à un axe de rotation théorique de la trajectoire de vol 3 de l'élément. Il est donc recommandé d'utiliser une paroi de tamisage 4, qui, comme ceci est spécialement détaillé sur les figures 3 et 4, est formée d'un grand nombre de bâton- nets 42 à profil prismatique, parallèles entre eux et placés à une certaine distance les uns des autres. La distance 51 donne chaque fois le plus petit passage intérieur dont on a parlé pour les trous longs 5 en forme de fentes, ménagés ainsi entre les bâtonnets 42. Il est avantageux que l'épaisseur 45 des bâton- nets 42 et la distance 51 entre eux, c'est-à-dire le plus petit passage intérieur du trou long 5 en forme de fente, soient égales. Le profil des bâtonnets prismatiques 42 est un tra- pèze rectangle: la paroi prévue pour recevoir l'impact et pour continuer le guidage de l'objet jeté sur la trajectoire de vol 3 (sur la figure 3, c'est la paroi supérieure 43 des bâtonnets 42) forme avec la paroi 44 tournée vers l'axe de ro- tation théorique de la trajectoire de vol (sur la figure 3, c'est la paroi de droite 44, qui est tournée vers l'inté- rieur du tamis) un angle aigu, qui est, dans l'exemple repré- senté, d'environ 70 à 75 La paroi est ainsi approximative- ment parallèle à une tangente de la trajectoire de vol et elle dirige l'élément volant de la matière traitée vers la paroi 43 du bâtonnet 42 le plus proche, paroi qui est perpen- diculaire à ce sens de vol. A cause des grands efforts de frottement pendant le fonctionnement, il est conseillé de fabriquer les bâton- nets 42 en une matière résistant à l'usure et/ou durcie. Ils doivent au moins être durcis aux endroits soumis à l'impact ou encore être munis par exemple d'une couche rapportée résistant à l'usure. L'endroit le plus exposé est l'arête commune des parois 43 et 44 des bâtonnets 42, qui doit être vive et le rester. Les bâtonnets 42 formant la paroi de tamisage 4 peuvent être fabriqués et traités individuellement. Au moyen de bandes 41, qui sont perpendiculaires aux bâtonnets et sur lesquelles ils sont fixes, ceux-ci sont réunis en une paroi de tamisage 4. Avec des graines de soja qui ont des peaux spécia- lement abrasives, il peut être recommandé de prévoir l'impact sur une paroi pleine 4 en forme de chemise cylindrique, ce qui est représenté par la figure 5. L'impact se produit sur la surface intérieure de la paroi 4, qui s'étend seulement sur environ la moitié du cercle o elle s'inscrit et va jusqu'à un bord inférieur d'extrémité. La matière des graines de soja, qui est séparée, glisse sur ce bord d'extrémité et elle s'évacue en chute libre. En ce qui concerne le frotte- ment - dont on a parlé - des parties de peaux encore attachées, le cas échéant, aux parties d'intérieur, on a prévu, sur le côté intérieur de la paroi 4, des saillies 46 en forme de crampons. Elles sont de forme adéquate et réparties judi- cieusement sur la surface intérieure de la paroi 4. Il va de soi qu'il faut choisir pour elles une matière résis- tant à l'usure. La forme et la répartition des crampons doivent être adaptées au cas concret des graines de soja à traiter. REVENDICATIONS I - Procédé pour la séparation mécanique des peaux de graines de soja par rapport à l'intérieur de ces graines, caractérisé en ce que la matière constituant les graines de soja, c'est-à-dire leurs intérieurs et/ou des parties d'intérieur, est soumise individuellement, avec les peaux ou parties de peaux qui y sont attachées, au choc d'un outil de percussion (2), qui lance l'élément frappé de cette matière sur une trajectoire de vol, à une vitesse constante et égale, pour produire un impact contre une paroi (4), de sorte que ce choc et cet impact entraînent, pour l'essentiel, la séparation des parties de peaux par rapport aux parties d'intérieur, après quoi la matière obtenue est dirigée, le long de la paroi (4), vers des endroits (5, 42, 46), qui sont prévus et réalisés pour l'arrachement des parties de peaux adhérant encore éventuellement aux parties de graines. 2 - Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la matière obtenue après la séparation est dirigée vers et à travers des trous (5) pratiqués dans la paroi (4), le passage intérieur minimum de ces trous étant au plus deux fois plus grand que la plus grande parti- cule de matière. 3 - Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'outil de percussion (2) se déplace, au moment du choc, à une vitesse d'environ 20 m/sec.et que la vitesse des parties volantes de graines au moment de l'impact est environ du même ordre. 4 - Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'impact se produit sur une paroi de tami- sage (4), qui est munie de trous 1,3 à 1,8 fois plus grands que la plus grande particule de matière et que l'ar- rachement se produit à une vitesse résiduelle des particules freinées sur la paroi (4) et sur les trous (5). - Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'outil de percussion (2) est rotatif et que la matière des graines est dirigée sur sa trajectoire à une cadence telle que chaque élément individuel constituant cette matière peut être touché par l'outil (2) et que la paroi d'impact (4) est placée sur le pourtour de la trajec- toire de l'outil (2). 6 - Procédé suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que l'outil rotatif présente un certain nombre d'outils de percussion réunis en un rotor (22) en croix et que les différents éléments de la matière à traiter sont dirigés chaque fois sur la trajectoire de chaque outil cor- respondant de percussion (2). 7 - Procédé suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que, pour l'introduction de la matière des graines, on prévoit un plan incliné (6), placé avant le rotor (22), sur toute la longueur de ce dernier, la matière des graines s'accumulant sur le plan incliné et ce dernier étant muni d'un déversoir en cascade (7), par lequel la matière des graines tombe successivement sur la trajectoire des différentes ou- tils de percussion, à une cadence égale à celle des outils de percussion rotatifs (2) à l'endroit (3) des chocs. 8 - Procédé suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que l'impact se produit sur une paroi de tamisage (4) comportant des trous longs (5) en forme de fentes, qui sont parallèles à un axe de rotation théorique de la trajec- toire de vol (3) de l'objet de matière. 9 - Procédé suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que la paroi de tamisage (4) est formée au moyen d'un grand nombre de bâtonnets prismatiques (42) parallèles entre eux et ayant une certaine distance (51, sur la figure 3) entre eux, cette distance entre les bâtonnets (42) formant chaque fois le passage intérieur minimum des trous longs (5) en forme de fentes ainsi constitués. -- Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que l'épaisseur (45) des bâtonnets (42), délimitant les trous (5), est aussi grande que la distance (51) existant entre ces bâtonnets (42), c'est-à-dire que le 1 1 passage intérieur minimum des trous (5). 11 - Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que la paroi (43) des bâtonnets(42),qui est pré- vue pour recevoir l'impact de l'élément de matière jeté sur la trajectoire de vol (3), et la paroi (44) des bâtonnets (42), qui est dirigée vers l'axe de rotation théorique, for- ment ensemble un angle aigu. 12 - Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que les bâtonnets (42) sont munis, au moins aux endroits recevant l'impact des éléments volants de matière, d'une couche de matériau résistant à l'usure. 13 - Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que les bâtonnets (42) sont réunis, au moyen de quelques bandes (41) qui leur sont perpendiculaires, pour former la paroi de tamisage (4). 14 - Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que l'impact se produit sur le côté intérieur d'une paroi (4) pleine et en forme de chemise cylindrique, cette paroi s'étendant environ sur la moitié du cercle dans lequel elle est inscrite, jusqu'à son arête inférieure d'ex- trémité, par l'intermédiaire de laquelle la matière séparée est évacuée en chute libre. - Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que, pour ledit arrachement sur le côté intérieur de la paroi (4), on prévoit des saillies (46) en forme de crampons appropriés, qui sont réparties judicieuse- ment sur la surface intérieure de la paroi (4).