Brevet FR2582985A1 — publié le 19861212

La présente invention a pour objet un dispositif de pressurage destiné en principe à la vendange,mais pouvant aussi êtreutilisé pour d'autres fruits, ou à tout autre besoin de pressurage dans l'industrie. L'invention a plus particulièrement pour objet un pressoir à fonction nement quasi continu permettant d'assurer un débit élevé de traitement. Le but de tout pressoir est d'extraire et de séparer le liquide du solide d'un fruit ou d'un produit. Pour situer le principe et insister sur les avantapes, de ce nouveau dispositif nous pouvons faire le point sur les autres appareils existants. Ltapplication principale du pressoir faisant l'ohjet de la présente invention sera le pressurage de la vendange, donc voyons principalement les systèmes connus dans ce domaine 10/ LE PRESSOIR HORIZONTAL A PLATEAUX est le plus utilisé actuellement en milieu viticole. Il est constitué de deux plateaux solidaires d'une vis centrale et placés à l'intérieur d'une cage tournante. I1 faut remplir le pressoir avec la vendange fraîche, le refermer et son cycle de fonctionnement comprend en général plusieurs serrages et desserrages des pla teaux avec des rebèchages lors des desserrages. L'inconvénient du système est le fait de travailler par intermittence c'est-à-dire que lorsqu'il est plein, le cycle habituel durant de trois à quatre heures, il est indispensable pour le viticulteur d'avoir plu sieurs appareils, surtout lorsqu'il récolte ses rai sins mécaniquement. En effet les machines à vendanger sont capables de récolter de grosses quantités de raisins en peu de temps et ce système de pressoir n'est pas du tout adapté à la vendange mécanique qui est maintenant très répandue. I1 faut savoir que pour des raisons de qualité, il est nécessaire de presser le raisin le plus vite possible après sa récolte. 2 / LE PRESSOIR PNEUMATIQUE permet d'obtenir des qualités de jus irréprochables,mais il est très coûteux et il a le mème défaut que le pressoir horizontal, c'est-à dire qu'il travaille par intermittence. Il existe cependant d'autres systèmes mieux adaptés à ces problèmes de pressurage rapide et continu et en particulier 30/ LE PRESSOIR A VIS D'ARCHIMEDE (appelé pressoir continu) Ce système contrairement au pressoir horizontal a l'avantage de travailler en continu donc de permettre un pressurage effectué sans attente pour la vendange ré coltée à la machine, quel que soit le débit de cette machine. Nous pourrions penser que ce système est donc idéal pour cette application et cependant il présente plu sieurs inconvénients qui font que ce principe est interdit dans certains vignobles d'AOC (Appellation d'Origine Controlée). Effectivement on reproche au pressoir à vis d'Archimè de de triturer la vendange, de lacérer les rafles, d'écraser les pépins et donc de nuire à la qualité des vins obtenus. Ces problèmes sont dus à la vis d'Archimede elle-même qui en tournant à l'intérieur d'une cage perforée et fixe triture la vendange sur sa périphérie, compte tenu de sa rotation à l'intérieur d'une cage fixe. On connaît encore un pressoir continu (brevet français nO 477 432 au nom de J. Bucher-Guyer) dans lequel la matière à presser est poussée dans un cylindre perforé contre une fente de sortie réglable en même temps que de la matière fraîche est rechargée continuellement dans la presse par un vérin. Le cylindre s'élargit vers l'extrémité de sortie pour éviter le coincement de la matière formant un bouchon, et permettre le déplacement de ce bouchon dans tous les cas.Un tel pressoir repond à certains besoins de la pratique,mais il ne permet pas entre autres la séparation des jus de différentes qualités que l'on désire recueillir séparément au cours du pressage. Le but recherché est donc d'obtenir un pressurage permettant de traiter rapidement la vendange, aussi tôt sa récolte,sans obliger le viticulteur à s'équiper de plusieurs matériels travaillant en intermittence et d'éliminer totalement les inconvénients du pressoir comportant une vis d'Archimède pour contribuer ainsi à l'amélioration des produits obtenus. L'invention a pour objet un pressoir à fonctionnement quasi continu, notamment pour la vendange, comprenant un corps de forme générale cylindrique à paroi perforée disposé sensiblement horizontalement, avec un organe de chargement à une extrémité comportant une trémie d'alimentation et un vérin avec un piston, et une fente de sortie réglable à l'autre extrémité, caractérisé en ce que le corps de pressoir est constitué de deux parties une première partie dite chambre bassé pression , parfaitement cylindrique,d'un diamètre égal à celui du piston, d'une longueur sensiblement égale à la course du piston, et une deuxième partie dite chambre haute pression d'un diamètre moyen supérieur à celui de la chambre basse pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints,et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un pressoir selon l'invention; Les figures 2 à 6 sont des vues en élévation latérale de différents modes de réalisation de pistons de pressoirs selon l'invention; La figure 7 est une vue en coupe axiale schématique d'un autre mode de réalisation d'un pressoir selon l'invention. L'appareil comporte une trémie 1 dans laquelle est introduite et stockée la vendange nécessaire à un cycle de l'appareil, une trappe 2 permettant d'isoler la trémie du pressoir. Cette trappe en s'ouvrant libère la vendange contenue dans la trémie et se referme aussi tôt. Le mouvement aller-retour de cette trappe peut être très rapide. La vendange peut simplement tomber par gravité, mais on peut imaginer pour des cas particuliers que cette vendange soit poussée à l'intérieur du pressoir par différents systèmes, tels que vis d'Archimède ou piston dont l'axe pourrait être perpendiculaire à l'axe du pressoir. Selon la présente invention, le pressoir est constitué dé deux parties : une chambre basse pression 3 et une chambre haute pression 4. La chambre basse pression est constituée par un tube perforé d'une longueur sensiblement égale à la course d'un piston 5, de section égale à celle de cette chambre basse pression. La chambre haute pression 4 est dans le prolongement de la chambre basse pression 3. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, elle est constituée d'un tube perforé d'un diamètre supérieur à celui de la chambre basse pression. Ces deux parties de tubes sont reliées entre elles par une frette conique 6 qui permet la liaison de ces deux tubes de diamètres différents. Nous verrons lors de la description du fonctionnement l'importance de cette différence de diamètre. Ces deux tubes sont avantageusement constitués d'une grille inox perforée (perforation très fine pouvant varier de 2/poème à 15/poème de mm obtenue par usinage)renforcée par des wfrettes" également en inox. Il est à noter que par souci de préserver la qualité des produits obtenus, l'ensemble du pressoir sera en acier inoxydable. Ces tubes filtres sont de section circulaire et suivant le rendement désiré, ils peuvent être de diamètre variant de 400 à 1 500 mm par exemple. On pourra donc ainsi avoir des pressoirs de 400", "500",'600", "800", etc... Pour un pressoir de 600, par exemple, le tube de la chambre basse pression sera de 550 mm et celui de la chambre haute pression de 600 mm. La partie de la chambre basse pression située au droit de la trémie 1 constitue la grille d'égouttage 7. Elle peut être faite dans le même tube que la chambre 3 ou être rapportée. Cette grille permet de laisser passer le jus de goutte obtenu après égrappage et foulage de la vendange. Ce jus est aussitot pompé, et dans certains cas, ne sera pas mélangé au jus de presse obtenu ensuite. Le piston va servir à comprimer la vendange d'abord dans la chambre de basse pression et ensuite continuer le pressurage dans la chambre de haute pression. Ce piston est d'un diamètre parfaitement ajusté à celui de la grille d'égouttage et de la chambre de basse pression. En effet, il ne faut pas,sous l'effet de la pression, que les particules de vendange soient triturées entre la grille et le piston. Différentes formes de piston sont possibles; un piston droit 51 (figure 2) dont la face est perpendiculaire à l'axe du pressoir;un piston conique 52 (figure 3); un piston convexe 53 (figure 4); un piston concave 54 (figure 5) ou un piston 55 comportant sur sa partie extérieure une spire de vis d'Archimede qui assurerait par rotation du piston lui-même et donc de cette vis le remplissage de la chambre basse pression pendant le chargement du pressoir (figure 6). Ce système pourrait augmenter la capacité de remplissage, donc le rendement du pressoir. Suivant les utilisations, la forme du piston pourra donc être différente. Le vérin 8 au bout duquel est fixé le piston est un vérin à double effet. Il est alimenté par une centrale hydraulique fonctionnant avec de l'huile neutre et son déplacement sera programmé et alternatif avec des vitesses différentes suivant les étapes de son cycle (Voir description du fonctionnement). La trappe réglable 9 articulée dans sa partie supérieure est actionnée par un vérin 10 à double effet, pneumatique ou hydraulique. Son rôle est d'obturer l'ex- trémité de la chambre haute pression et ainsi contribuer avec le piston au pressurage. La trappe réglable pourrait être remplacée par un autre piston ll (figure 7) (appelé contre-piston) situé dans le même axe que le piston principal et agissant en sens inverse afin d'obturer la chambre haute pression. Ce piston,hydraulique, pneumatique ou mécanique (à ressort) constituerait une résistance à la sortie du bouchon leger-esent inférieure à la puissance du piston principal et permettrait par son recul devant l'action du piston principal la sortie des marcs tout en maintenant une compression suffisante de ceux-ci. Le dispositif de l'invention fonctionne -de la façon suivante. La vendange, égrappée, foulée, est acheminée vers la trémie,lorsque cette trémie est pleine, la trappe d'alimentation s'ouvre et la vendange tombe sur la grille d'égouttage. La trappe se referme aussitôt. Les jus de goutte traversent la grille d'égouttage, alors que le piston commence son cycle. La première partie de ce cycle est rapide (2 à 5 secondes) pour amener de suite la vendange dans la chambre de basse pression. La course totale du vérin peut être par exemple de un mètre, mais on peut pour certaines applications modifier cette course. Le mouvement rapide du vérin représente environ la moitié de la course totale. La deuxième partie de la course est beaucoup plus lente. Au départ, la trappe 9 est fermée. Les premiers cycles du piston vont contribuer à comprimer suffisamment de vendange pour former ce qu'on appelle le "bouchon". Ce bouchon remplit la totalité de la chambre haute pression et va servir de contrepiston. Lorsque ce bouchon est formé,la trappe réglable est remontée progressivement et servira seulement ensuite à maintenir le bouchon en place pour éviter la sortie trop rapide des marcs. Lorsque le pressoir fonctionne normalement, la trappe réglable forme un angle d'environ 15 à 209 par rapport à l'axe du pressoir. Cette position de la trappe permet donc d'obtenir une compression suffisante de la vendange tout en laissant s'évacuer progressivement les marcs secs. Au cours du pressurage, les jus sont évacués au travers des grilles du tube filtre constituant les deux chambres. Le mouvement du piston est donc le suivant 10/ un déplacement rapide sur la moitié de la course totale, 20/ un déplacement lent constituant le pressurage propre ment dit, 30/ une maintenue en pression (en fin de course) d'une durée réglable 4 / un retour rapide. IMPORTANCE DE LA DIFFERENCE DE SECTION DES DEUX CHAMBRES DE COMPRESSION Il fautt savoir que, comme toute matière que l'on comprime, la vendange pressée est légèrement elasti- que, et lorsque le piston revient en arrière pour reprendre la vendange fraîche, le bouchon a tendance à se décompresser. Ce bouchon est donc maintenu en pression à l'in térieur de la chambre haute pression grace à l'épaulement 6 constitué par la différence de diamètre des deux tubes filtres. (Cane de retenue). La course du piston est étudiée pour que celui-ci pousse la vendange à l'intérieur de la chambre haute pression, et le piston va ainsi s'arrêter au niveau du cône de retenue. Pour des applications différentes il est possible que cette course du piston soit augmentée ou diminuée. Cet épaulement forme arrêtoir et ainsi le piston a le temps de refaire son cycle sans que la vendange soit décompressée,améliorant ainsi le rendement du pressoir. Chaque cycle du piston permet donc de presser une certaine quantité de vendange qui est transformée en jus et en marcs asséchés. Ces marcs sortent progressivement de la chambre haute pression par la trappe réglable ce qui assure à ce système un fonctionnement en continu. Les rendements de ce pressoir pourront 8tre-très importants et seront proportionnels à son diamètre. Dans une variante de réalisation, représentée sur la figure 7,1'ensemble de la chambre haute pression et de l'épaulement conique est remplacé par une chambre conique 41. Cette chambre conique 41 en association avec la chambre cylindrique 3 à laquelle elle est liée directement, forme un moyen s'opposant au retour et à l'expansion vers l'arrière du bouchon, tout en bénéficiant de l'effet antiblocage bien connu, comme dans le pressoir décrit dans le brevet français nO 477 432 cité plus haut. L'ensemble des mouvements correspondant au fonctionnement décrit ci-dessus sera programmé afin d 'assu- rer de préférence un fonctionnement entièrement automatique du pressoir. Le mouvement du piston principal pourra être synchronisé avec celui de la trappe d'alimentation, et également synchronisé avec le mouvement de la trappe réglable d'obturation (ou contre-piston). Le synchronisme du piston principal et de la trappe réglable d'obturation (ou contrpi.ston) permettra d'éviter le retour en arrière du bouchon lors du retrait du piston principal. En effet, lorsque le piston principal revient en arrière pour le chargement du pressoir, l'action de la trappe réglable ou du oontre,piston pourrait repousser le bouchon dans la chambre de basse pression malgré l'efficacité- de la frette conique reliant les deux chambres; ce qui contrarierait le bon fonctionnement et le rendement de l'appareil. Si, au contraire, au moment du retrait du piston principal,on relève légèrement la trappe réglable d'obturation ou si on libère le contre,piston, le bouchon reste à sa place dans la chambre de haute pression Cette synchronisation semble donc très préférable. Cet appareil permet en outre de produire plusieurs types de jus. En effet , le jus récupéré sous la grille d'égouttage est appelé jus de goutte (obtenu avant pressurage) et ce jus est de première qualité. Le jus recupéré sous la chambre basse pression est de qualité intermédiaire. Le jus récupéré sous la chambre haute pression peut être considéré de qualité inférieure. Cet appareil permet donc d'obtenir plusieurs qualités de jus suivant les pressions auxquelles ils sont obtenus. On peut en multipliant les bacs de réception sous le pressoir,obtenir autant de qualité que l'on désire. Ceci peut être très important dans certains vignobles d'appellation contrôlée et plus particulièrement en Champagne ou l'on souhaite obtenir de cette façon des qualités différentes. APPLICATIONS : Cet appareil pourra être utilisé pour presser n'importe quel fruit ou produit ayant besoin d'être pressé sans trituration et en continu. La dispositif de l'invention peut être utilisé dans une installation fixe, dans une installation mobile, ou peut être monté sur une machine à vendanger dont il peut suivre la production. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contrainre susceptible de modifications et de variantes qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Pressoir à fonctionnement quasi continu notamment pour la vendange, comprenant un corps de forme générale cylindrique à paroi perforée, disposé sensiblement horizontalement, avec un organe de chargement à une extrémité comportant une trémie d'alimentation et un vérin avec un piston, et une fente de sortie réglable à l'autre extrémité, caractérisé en ce que le corps de press oir est constitué de deux parties : une première partie dite chambre basse pression (3), parfaitement cylindrique, d'un diamètre égal à celui du piston (5), d'une longueur sensiblement égale à la course du piston et une deuxième partie dite chambre haute pression (4, 41) d'un diamètre moyen supérieur à celui de la chambre basse pression. 2 -Pressoir selon la revendication l, caracté- risé en ce que la chambre haute pression (4) est cylindrique, et est séparée de la chambre basse pression (3) par une frette conique (6). 3 - Pressoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre haute pression (41) a une forme conique divergeant vers la sortie, et est raccordée côté entrée à la chambre basse pression (3). 4 -Pressoir selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que la fente de sortie est délimitée par une trappe articulée (9). 5 -Pressoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fente de sortie est délimitée par un contre-piston. 6 -Pressoir selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la largeur de la fente de sortie est commandée par un vérin à double effet. 7 - Pressoir selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour dégager la fente de sortie pendant le retour en arrière du vérin de compression.