Brevet FR2572013A1 — publié le 19860425

Filière de fabrication de granulés de matière extrudée La présente invention a pour objet une filière pour la fabrication de granulés à partir d'une matière extrudée et notamment une matière alimentaire extrudée. La fabrication de ce genre de produits alimentaires par extrusion est généralement réalisée dans un cuiseur-extrudeur où la matière est soumise à un travail mécanique à des températures et pressions élevées, puis extrudée à travers une filière d'extrusion vers l'atmosphère. Ces ensembles sont constitués par un fourreau chauffant équipé d'un dispositif à une ou deux vis rotatives terminées par une filière d'extrusion caractéristique de la forme que l'on désire communiquer au produit fini. La pression communiquée à la matière dans les vis de l'extrudeuse, amplifiée encore par la diminution progressive du pas des vis depuis l'entrée de la matière jusqu'd sa sortie, communique à ladite matière pous sée par les vis dans la chambre située entre les pointes des vis et la plaque avant de l'extrudeuse, un mouvement rotatif qui conduit à un écoulement assez anarchique du produit, notamment à la sortie de la filière d'extrusion. Ce phénomène est particulièrement gênant dans le cas de la fabrication de granulés à partir d'une matière alimentaire. Én effet avec ce type de produit, il faut éviter qu'il se produise entre les pointes des vis du cuiseur-extrudeur et la sortie de la filière d'extrusion des zones mortes de stagnation qui peuvent affecter les conditions d'écoulement et bien évidemment la qualité dudit produit. De plus, il est nécessaire de maintenir une pression d'écoulement constante pour obtenir une répartition homogène du produit, et une pression à la sortie de la filière d'extrusion supérieure à une valeur donnée afin d'obtenir des produits de forme et de géométrie sensiblement constantes. Les filières d'extrusion utilisées jusqu'à présent pour la fabrication de granulés alimentaires comportent un plateau de base adaptable sur le cuiseur-extrudeur et percé d'orifices radiaux uniformément répartis sur une même circonférence pour la formation de veines de matière extrudée Le fond du plateau de base, sur lequel arrive la matière sortant du cuiseurextrudeur est généralement plat, si bien qu'il se produit dans cette zone de transfert, une augmentation de la section d'écoulement du produit et une diminution de sa vitesse d'écoulement provoquant la formation de zones mortes de stagnation du produit ce qui peut entrainer le bouchage des orifices de sortie de la filière d'extrusion. L'invention a pour objet une filière d extrusion permettant de remédier aux inconvénients précités et notamment de contrôler la vitesse et la pression du produit jusqu'à sa sortie. Selon l'invention, le fond du plateau de base de la filière comporte entre l'orifice central de sortie de la matière du cuiseur-extrudeur et les orifices radiaux de formation de veines de matière extrudée, des zones creuses de répartition uniforme de la matière en couches relativement minces pour maintenir au niveau de chaque orifice radial, ladite matière à un débit constant et à une pression supérieure à une valeur donnée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les zones creuses de répartition uniforme de la matière sont formées d'un évidement central circulaire positionné en face de l'orifice de sortie et de plusieurs petits canaux uniformément répartis et disposés transversalement par rapport à l'axe dudit orifice de sortie. D'autres caractéristiques de la présente invention apparartront de la description suivante, faite en relation avec un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de l'extrémité d'un cuiseur-extrudeur à double vis muni d'une filière d'extrusion conforme à l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe suivant la flèche AA de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté l'extrémité de deux visl et 1' d'un cuiseur-extrudeur, engrenant l'une dans l'autre et disposées à l'intérieur d'un fourreau 3. Chaque vis se termine par une pointe 2 et 2'. L'enceinte délimitée par le fourreau 3 est fermée par une plaque 4. Cette plaque 4 comporte en face de chaque pointe 2 et 2' des vis 1 et 1' un conduit 5 et 5' convergent vers un orifice central 6 qui -débouche sur la face avant de ladite plaque. Une filière d'extrusion désignée dans son ensemble par la référence 10 est montée sur la plaque 4 de sortie du cuiseur-extrudeur. Cette filière 10 se compose d'un plateau de base 11 coiffé par une bague 12 de positionnement dudit plateau sur la plaque 4. L'ensemble : - plateau 11 et - bague 12 est maintenu par une bride circulaire 7 sur la plaque 4 par des vis 8. Le fond du plateau Il, en contact avec la face avant de la plaque 4, comporte un évidement central circulaire 13 (figure 2) positionné en fa ce de l'orifice 6, et qui est muni en son centre d'une petite pointe conique 14 pénétrant dans ledit orifice 6. D'autre part, le fond du plateau il comporte également, à partir de l'évidement central 13, plusieurs petits canaux 15 de section constante et uniformément répartis, s'étendant transversalement par rapport à l'axe de l'orifice 6 de sortie de la matière du cuiseur-extrudeur, et dirigés vers la périphérie du plateau 11. Les portions pleines du fond du plateau 11, situées entre les canaux 15, sont appliquées sur la face avant de la plaque 4, de telle manière que l'évidement central 13 et les petits canaux 15 forment avec ladite face avant des zones creuses de formation et d'écoulement de la matière, comme on le verra ultérieurement. Chaque petit canal 15 débouche perpendiculairement sur un orifice radial 16 percé dans le plateau 11. Ces orifices radiaux 16, répartis à équidistance les uns des autres sur une même circonférence comportent une entrée chanfreinée 16a, puis un trou cylindrique 16b, et se terminent par une fente 16c, dont la forme est fonction de la géométrie du produit fini que l'on désire obtenir. Lors du fonctionnement, la matière subit dans le cuiseurextrudeur un travail mécanique à des températures et pressions élevées. Les vis 1 et 1' poussent la matière, à la sortie du cuiseur-extrudeur, dans les conduits 5 et 5' où elle converge vers l'orifice central 6. Ensuite, la matière, sortant de cet orifice central 6, est tout d'abord uniformément répartie dans l'évidement central 13 par l'intermédiaire de la pointe conique 14, puis s'écoule par les petits canaux 15 vers les orifices d'extrusion 16. La matière pénètre par l'entrée chanfreinée 16a, puis traverse le trou cylindrique 16b et sort par la fente 16c. La matière débouche donc à une certaine pression et est soumise à la pression atmosphérique et le choc dû à cette différence de pression brutale détermine une expansion de la matière. Enfin, la matière extrudée est découpée en granulés par un dispositif non représenté, les granulés ayant toute dimension convenable. La disposition selon l'invention permet d'évacuer la matière par un grand nombre d'orifices et ainsi de produire un débit important de matière, même avec des orifices de section faible, celle-ci étant généralement imposée par l'utilisation que l'on désire faire du produit. Elle permet également, par l'intermédiaire des petits canaux d'écoulement, de supprimer totalement les zones mortes de stagnation qui pouvaient affecter les conditions d'écoulement et la qualité du produit, le flux de matière s'écoulant toujours en couche relativement mince. De plus, cette disposition permet une répartition homogène de la matière, et le maintien de la pression jusqu'à sa sortie de la filière d'extrusion. Par ailleurs, cette filière d'extrusion peut évidemment s'adapter sur la sortie d'un cuiseur-extrudeur comportant une seule vis rotative, et, en fonction de la nature de la matière, les petits canaux d'écoulement peuvent avoir une section convergente ou divergente. Bien entendu. l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Filière pour la -fabrication de granulés à partir d'une matière extrudée et notamment une matière alimentaire extrudée sortant d'un orifice d'un cuiseur-extrudeur comportant au moins une vis d'entrainement de la matière à l'intérieur d'un fourreau, ladite filière d'extrusion comprenant un plateau de base percé d'orifices radiaux de formation de veines de matière extrudée, situés sur une meme circonférence et équidistants entre eux, caractérisée par le fait que le fond du plateau de base (11) de la filière (10), monté en bout du cuiseur-extrudeur, comporte, entre l'orifice central (6) de sortie de la matière dudit cuiseur-extrudeur et les orifices radiaux (16) de formation de veines de matière extrudée, des zones creuses (13-15) de répartition uniforme de la matière en couches relativement minces pour maintenir, au niveau de chaque orifice radial (16), ladite matière, à un débit constant et à une pression supérieure à une valeur donnée. 2.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les zones creuses de répartition uniforme de la matière sont formées d'une part par un évidement central circulaire (13) positionné en face de l'orifice de sortie (6) et d'autre part par plusieurs - petits canaux (15) uniformément répartis et disposés transversalement par rapport à l'axe de l'orifice de sortie (6). 3.- Filière selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les petits canaux (15) sont répartis entre l'évidement central (13) et les orifices radiaux (16). 4.- Filière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque petit canal (15) débouche au niveau d'un orifice radial (16). 5.- Filière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'en fonction de la matière utilisée, les petits canaux (15) ont une section constante, ou convergente, ou divergente. 6.- Filière selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'évidement central (13) est muni en son centre d'une petite pointe conique (14) pénétrant dans ltorifice de sortie (6). 7.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les orifices radiaux (16) comportent une en trée chanfreinée (16a) puis un trou cylindrique (16b), et se terminent par une fente (16c) dont la section est fonction du produit fini que l'on désire obtenir.