Brevet FR2573285A1 — publié le 19860523

-1- APPAREIL FOISONNEUR NOTAMMENT POUR LA PREPARATION DE PRODUITS ALIMENTAIRES. La présente invention a pour objet un dispositif de foisonnement destiné en particulier, mais non exclusivement, à la préparation de produits alimentaires tels que les mousses ou les crèmes du type "Chantilly" composés d'une émulsion d'un produit généralement gras et d'un gaz inerte tel que de l'azote, par exemple. De telles préparations sont connues depuis-fort longtemps -et sont obtenues, dans les cuisines en battant le produit de base ce qui provoque l'inclusion de bulles d'air dans le produit. Un exemple est donné, par exemple, dans la montée des blancs d'oeufs en neige. Les mouvements des batteurs produisent des pressions et dépressions qui provoquent cette inclusion. La présente invention vise plus particulièrement la fabrication industrielle de produits de ce type. Elle est actuellement réalisée de la manière suivante: On mélange le produit fluide tel que la crème par exemple et le gaz sous pression, soit par charge dans une cuve avec battage des produits; soit en continu dans des machines tournantes appelées "foisonneuses" comportant un stator et un rotor permettant le battage des produits. Après quoi, l'émulsion obtenue est dirigée vers un réservoir à partir duquel les portions sont prélevées. Cette solution présente divers inconvénients: le premier provient de ce qu'il est impossible de doser avec exactitude des produits foisonnés alors que le dosage de produits liquides ne pose aucun problème; Le second provient de ce que le transfert des produits foisonnés se traduit par des pertes et des transformation des produits; le troisième résulte de ce qu'au remplissage des pots constituant des doses notamment individuelles il est très difficile d'obtenir un niveau de remplissage constant. Dans les machines connues, un produit foisonné à 2,8 se retrouve fréquemment, à la sortie du -2- réservoir, à un foisonnement de 2, notamment en raison des pertes de charge dans les canalisations. Le foisonnement ou coefficient de foisonnement est le rapport du volume du produit foisonné au volume du produit non foisonné. Bien entendu, la tenue des produits foisonnés dans le temps et leur stabilité dépend d'une part de la nature du produit et, notamment de sa teneur en matières grasses et, d'autre part, du coefficient de foisonnement. Il est donc crucial de pouvoir contrôler dans un processus de fabrication industrielle le coefficient de foisonnement final, d'autant plus que la législation interdit pour certains types de produits l'adjonction de produits stabilisateurs. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en réalisant le foisonnement immédiatement avant le remplissage des récipients acheminés vers le consommateur final ce qui permet d'obtenir des doses régulières d'un produit de consistance constante. On sait en effet parfaitement doser un produit liquide. Il est par ailleurs possible d'ajouter à la quantité dosée une quantité de gaz connue sous une pression connue puis de distribuer, après détente de l'ensemble sous pression ce qui produit le foisonnement, des quantités déterminées de produits foisonnés. Selon la présente invention, le foisonneur notamment pour produits alimentaires est caractérisé en ce qu'il comporte un doseur de produits liquides à la sortie duquel est monté une chambre à volume variable dans laquelle est introduit un gaz sous pression et une vanne étalonnée. Ainsi, le produit foisonné ne se forme que dans le récipient destiné au consommateur final ce qui, bien entendu permet d'obtenir un produit dont le foisonnement ne sera pas altéré par les transferts. -3- Selon une autre caractéristique de l'invention, une soupape est disposée entre le doseur et la chambre de mélange à volume variable. Cette soupape à ressort s'ouvre lorsque le distributeur a dosé une dose de produit liquide ou visqueux et se ferme lorsque la compression est appliquée à l'intérieur de la chambre. Ainsi, le doseur est protégé de la surpression appliquée par le réduction de volume de la chambre et l'introduction de gaz sous pression. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le produit liquide ou visqueux est introduit dans le corps de la chambre par l'intermédiaire d'une multiplicité de petits conduits. Cette division du produit sous pression favorise le foisonnement ultérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La Fig. 1, une vue en coupe de l'appareil selon l'invention lors de l'introduction des produits; - La Fig.2, la même vue lors de la compression. L'appareil comprend un réservoir 1 du premier constituant à l'état liquide ou semi-liquide. Ce-produit est prélevé, par doses unitaires dans le réservoir 1 par une canalisation 2 reliée par ailleurs à une vanne doseuse. La vanne doseuse comprend une chambre verticale 3 dans laquelle se meut d'un mouvement alternatif un piston 8. La canalisation 2 est reliée directement à une chambre 4 dans laquelle se déplace un tiroir 5 permettant d'obturer la canalisation 2. La chambre 4 est reliée à la chambre 3 par un orifice calibré 6. Le fonctionnement de la vanne doseuse est le suivant: à partir de la position représentée sur la Fig.2, le piston 8 remonte vers le haut de la Fig. Ce faisant, il emmagasine dans la chambre 3 un quantité exactement dosée du liquide contenu dans le réservoir 1. Le liquide ne peut pas pénétrer dans une autre partie de la vanne étant donné la position -4prise par le tiroir 5. Lorsque le piston arrive à sa position supérieure, (comme celà apparaît sur la Fig.1), le tiroir vient fermer le conduit 2, de sorte que la vanne est alors isolée du réservoir 1. Le piston 8 redescend vers sa position basse et, pendant ce mouvement, il chasse la matière liquide vers le seul orifice ouvert qui est celui d'une canalisation 7 reliant la vanne doseuse à l'étage de foisonnement se trouvant au-dessous de la vanne. Celui-ci se compose d'un cylindre 12 verticalement mobile sous liaction d'un piston extérieur 11 couplé au vérin 10 de déplacement du piston 8 mobile dans la chambre 3. Le cylindre 12 se déplace sur un piston fixe 23 relié à la canalisation 7, l'étanchéité chambre 12, piston 23 étant assurée par des joints 22. La chambre 12 présente, à sa partie inférieure une canalisation d'introduction de gaz sous pression 16 et une canalisation de sortie -13 fermée par une vanne 14, du type haute pression elle-même reliée à une canalisation de prélèvement 15. Le piston 23 est creux et est solidaire, à sa partie supérieure d'une pièce cylindrique 17. La pièce 17 renferme un clapet 18 armé par un ressort de rappel 19. Le ressort 19 prend appui, à sa partie inférieure sur une paroi constituant un tamis ou filière ayant pour rôle de diviser la masse liquide en une pluralité de filaments. Ce phénomène peut encore être accentué en prévoyant, comme représenté sur le dessin une multiplicité de petits orifices 24 sensiblement radiaux. Cette division de la matière s'est révélée très favorable à l'obtention de produits foisonnés. Le fonctionnement de l'étage foisonneur est le suivant comme expliqué cidessus en regard de la Fig.1, le mouvement descendant du piston chasse la matière liquide exactement dosée dans le canalisation 7. Sous la pression impulsée à la matière liquide le clapet libre 18 est repoussé vers le bas et la matière pénètre à l'intérieur de la pièce cylindrique 19. Toujours sous la pression du piston 8, la matière liquide est divisée dans le filière 20. Puis, elle tombe dans la partie inférieure de la chambre 12. Du gaz sous pression, tel que de l'azote, par exemple est introduit par la canalisation -5-- 16. Le produit liquide et le gaz se mélangent dans la chambre 12. La vanne 14 est alors fermée. Selon une caractéristique de l'invention, simultanément à la remontée du piston 8, le piston 11 fait remonter la chambre 12 vers le haut de la Fig. ce qui réduit le volume de la partie inférieure de cette chambre et provoque la compression du liquide et du gaz. Comme celà apparaît sur la Fig.2, qui représente les différents organes en fin de course, dès que la compression commence lé ressort 19 ramène le clapet 18 contre son siège ce qui isole la chambre 12 de la vanne doseuse. Cette dernière ne subit donc pas la surpression provoquée par le mouvement de la chambre 12. Comme indiqué précédemment, le foisonnement du mélange liquide-gaz ne se produit que lors de la détente ultérieure. Si l'étage de foisonnement est dimensionné de manière à correspondre à une dose unitaire, un récipient est disposé au-dessous de la canalisation 15 et l'ouverture de la vanne 14 libère une dose de produit foisonné. Si l'étage de foisonnement est d'un volume supérieur à une dose unitaire, les récipients sont remplis au fur et à mesure par ouverture de la vanne 14. Lorsque tout le mélange liquide-gaz a été évacué, l'appareil est prêt à effecture un nouveau cycle. C'est-à-dire que le tiroir 5 est ramené vers l'avant de la Fig.et que la chambre descend en simultanéité avec le piston.8 en raison de la liaison mécanique représentée en traits mixtes sur le Figs. Bien entendu, les mouvements du tiroir 5 sont également synchronisés par un mécanisme (non représenté) avec les mouvements des pistons 8 et 11. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour celà du cadre de l'invention. -6- REVENDICATIONS Appareil de foisonnement notamment pour produits alimentaires caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de produit liquide (1), une vanne doseuse volumétrique (3) reliée au réservoir (1) par une canalisation (2) la canalisation (2) pouvant être obturée par un tiroir (5) ouvrant simultanément une canalisation (7) connectée à une chambre (12) à volume variable dans laquelle est introduit un gaz sous pression, par une canalisation (16) la chambre (12) comprenant également une canalisation de sortie (13) de sortie du mélange gaz-liquide sous pression sur laquelle se trouve une vanne (14). 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un clapet (18) libre est disposé entre la canalisation (7) et la chambre (12) à volume variable. 3 Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le produit liquide ou visqueux est introduit dans le corps à volume variable de la chambre (12) par l'intermédiaire d'une multiplicité de petits conduits d'une filière (20,24). Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que simultanément à la remontée du piston (8) de la vanne doseuse, un piston 11 déplace la chambre (12) ce qui réduit le volume de la partie inférieure de cette chambre et provoque la compression du liquide et du gaz. 50 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mouvements du piston (8) et de la chambre (12) sont liés. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les mouvements du tiroir (5) sont synchronisés avec les mouvements des pistons (8, 11). -7- 7 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet (18) est libre et armé par un ressort (19) à l'intérieur d'une pièce cylindrique (17) fermé par une filière (20) et relié à sa partie supérieure à la canalisation (7).