Brevet FR2581895A1 — publié le 19861121

-- i -- Dispositif d'enrobage Cas S. 85/8 SOLVAY & Cie (Société Anonyme) La présente invention concerne un dispositif d'enrobage convenant particulièrement bien pour déposer une ou des couches régulières de substances d'enrobage sur des produits tels que des semences. On a proposé, dans les brevets US 2 502 809 et 2 579 734, d'utiliser comme dispositif d'enrobage une cuve de forme généra- lement sphérique dans laquelle sont introduits les produits à enrober et les substances d'enrobage, la cuve étant animée d'un mouvement de rotation autour de son axe, qui peut être éventuel- lement incliné de façon à réaliser un mélange intime de son contenu. Par ailleurs, il est connu, par la littérature (Annales de Gembloux, 1982, 88, 170-171), d'introduire de façon régulière les substances d'enrobage qui se présentent sous forme de poudres, dans la cuve d'enrobage durant sa rotation et de pulvériser à l'aide d'un pistolet un liant ou une colle qui fixe la ou les poudres sur les produits à enrober. Ces techniques présentent toutefois des inconvénients. Ainsi, si l'on accroit fortement la vitesse de rotation de la cuve, en vue de conférer une bonne résistance à l'enrobage, on constate que les produits à enrober ont tendance suite à la force centrifuge à être appliqués sur la paroi de la cuve et à tourner avec elle au lieu de rouler sur eux-mêmes; c'est-à-dire d'unique- ment monter sur les parois de la cuve pour retomber en roulant les uns sur les autres. Ce phénomène qui rend l'enrobage défec- tueux, est particulièrement vérifié pour les produits à enrober de petit calibre ou légers. Pour éviter cet inconvénient certains fabricants préconisent d'insérer dans la cuve des couteaux, des racloirs ou des butoirs de formes diverses en vue d'empêcher les produits à enrober de tourner avec la cuve. Ces moyens entraînent toutefois l'inconvé- 81895 -2- nient de provoquer des chocs violents et d'accroître les risques de décollement de l'enrobage et de bris des produits à enrober. De plus, les substances d'enrobage, le liant et la colle se déposent au fur et à mesure de l'opération sur les couteaux, racloirs ou butoirs. Ceci entraîne une perte assez importante en matières premières non récupérables et peut aussi modifier défavo- rablement les pourcentages relatifs de substances d'enrobage, de produits à enrober et de liant. En outre, dans les dispositifs d'enrobage connus on constate que des produits à enrober ayant une forme irrégulière, non sphérique, allongée, étoilée, plate, ellipsoidale sont difficile- ment mis en rotation et ont plutôt tendance à glisser les uns sur les autres ce qui rend impossible un enrobage régulier. Enfin, dans les techniques d'enrobage usuelles les produits enrobés doivent passer obligatoirement dans des cribles en vue d'obtenir des produits finis de calibre désiré, les produits enrobés irréguliers ou de calibre trop faible ou trop élevé étant éliminés, ce qui entraîne des pertes de matières. La présente invention a pour objet un dispositif d'enrobage qui permet de pallier ces inconvénients. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif d'enrobage comportant au moins une cuve d'enrobage, destinée à recevoir des produits à enrober et des substances d'enrobage, et des moyens d'entraînement imposant à celle-ci un mouvement de rotation sur elle-même autour d'un axe de rotation, ledit dispo- sitif d'enrobage se caractérisant en ce que les moyens d'entratne- ment imposent en outre à la cuve un mouvement simultané de rotation planétaire autour de cet axe de rotation. La cuve d'enrobage peut se présenter sous diverses formes. Habituellement on utilise des cuves ayant une forme sphérique, cylindrique, ellipsoidale ou une forme de sphère aplatie. La cuve d'enrobage comporte de préférence un fond plat et une paroi latérale raccordés entre eux par un arrondi en vue de favoriser la mise en rotation des produits à enrober. 81895 -3- La nature des matériaux utilisés pour la fabrication des cuves d'enrobage n'est pas critique en soi et dépend essentiel- lement de leur usage. Ainsi on peut réaliser des cuves d'enrobage en métal tel que l'acier inoxydable, en matière plastique ou toute autre matière adéquate. En outre, la paroi intérieure de la cuve peut avoir subi des traitements divers tels que notamment un traitement antiadhérent comme par exemple un revêtement par des polymères comme le polyfluorure de vinylidène. De préférence l'intérieur de la cuve ne doit présenter que des angles arrondis. Enfin, la cuve d'enrobage peut être fixe ou amovible mais est de préférence amovible. La contenance de la cuve n'est pas critique en soi et dépend essentiellement de la quantité de produits à enrober et de la quantité de substances d'enrobage à appliquer. L'axe de rotation de la cuve d'enrobage peut être incliné d'un angle variant de 0 à 180 par rapport à la verticale par exemple en inclinant l'ensemble de l'appareillage, ce qui permet de bien répartir le volume de produits à enrober dans la cuve d'enrobage, c'est-à-dire d'augmenter la surface réceptive des produits à enrober et de favoriser la rotation de ceux-ci sur eux-même. L'inclinaison à conférer à l'axe est notamment fonction de la dimension et de la forme des produits à enrober; l'inclinai- son au delà de 90 permet la vidange de la cuve. Le dispositif d'enrobage selon l'invention comporte des moyens d'entraînement tel qu'un moteur de préférence à vitesse réglable imposant à la cuve d'enrobage un mouvement de rotation planétaire autour d'un axe parallèle à cet axe de rotation, cette rotation planétaire empêchant les produits à enrober de se main- tenir sur la paroi appliqués par la force centrifuge qui est imposée par le mouvement de rotation de la cuve d'enrobage sur elle-même. De cette manière, les produits à enrober n'ont plus tendance à tourner avec la cuve d'enrobage. Le dispositif d'enrobage selon l'invention comporte des moyens d'entraînement imposant à la cuve d'enrobage en outre un mouvement simultané de rotation sur elle-même afin de faire 81895 -4- rouler les produits à enrober sur eux-mêmes et de mélanger de manière homogène les produits à enrober et les substances d'enro- bage. Les vitesses de rotation imposées par les moyens d'entratne- ment sont réglables; elles dépendent du dispositif d'enrobage, de la cuve d'enrobage et des produits à enrober. Les moyens d'entraînement assurant le mouvement de rotation planétaire, peuvent être indépendants de ceux assurant le mouve- ment de rotation de la cuve autour de cet axe de rotation et être par exemple constitués par des moteurs indépendants à vitesse variable. Selon un mode de réalisation avantageux ces moyens peuvent être constitués par des Jeux de poulies ou d'engrenages entrainés par le moteur assurant la mise en rotation de la cuve autour de son axe. Dans ce cas, le choix judicieux des diamètres des poulies ou des engrenages détermine le rapport des vitesses des mouvements de rotation et selon la disposition de la courroie, les diamètres relatifs des poulies, ou le nombre et le diamètre des engrenages utilisés. Les moyend d'entraînement peuvent imposer à la cuve d'enrobage des mouvements de rotation dans le même sens ou dans le sens opposé au sens du mouvement de rotation planétaire. Un dispositif d'enrobage conforme à la présente invention est, par ailleurs, explicité plus en détail dans un mode de réalisation pratique qui va être décrit et pour la description duquel on se référera à la figure du dessin annexé. Ainsi, qu'il apparaît sur la figure, le dispositif d'enrobage comporte un châssis support fixe 1 inclinable, un moteur rotatif 2 monté sur ce châssis-support 1 et qui constitue le moyen d'entrat- nement du dispositif d'enrobage. L'extrémité de l'arbre rotatif 3 du moteur rotatif 2 est équipé d'un bras support 4 disposé en T; une extrémité de ce bras support 4 est pourvue d'un bottier de roulement 5 dans lequel peut tourner librement un arbre 6 parallèle à l'axe rotatif 3 du moteur rotatif 2; l'autre extrémité du bras support 4 est pourvue d'un balourd d'équilibrage 7. 81895 - 5 - Sur l'extrémité de l'arbre 6 est fixée une cuve d'enrobage 8 par la partie centrale de son fond. Le dispositif de mise en rotation de l'arbre 6 est constitué d'un ensemble de poulies étagées 9 fixées sur cet arbre 6 en relation mécanique avec un second ensemble de poulies étagées fixes 10 montées sur le châssis support fixe 1. L'extrémité du bras support 4 opposée au boîtier de roule- ment 5 est équipée d'un support 11 parallèle à l'arbre rotatif 3 du moteur 2, Ce support 11 qui s'étend jusqu'à la partie supé- rieure de la cuve d'enrobage 8, est pourvu à son extrémité d'une poulie folle 12 qui maintient une courroie 13 de rattrapage du porte-à-faux de la cuve d'enrobage 8, courroie qui est engagée autour de la partie supérieure de la cuve d'enrobage. Le dispositif d'enrobage selon l'invention peut être avanta- geusement équipé d'un motovariateur comme moteur rotatif dont la vitesse de rotation peut être réglée entre 25 et 250 tours par minute. Le dispositif de mise en rotation de l'arbre 6 anime celui-ci d'une vitesse de rotation apparente qui en général peut varier de 0 à 500 tours par minute. Cette vitesse apparente dépend de la vitesse de rotation imposée par le motovariateur, du diamètre D2 de la poulie mobile 9 et du diamètre D1 de la poulie fixe 10. Par vitesse de rotation apparente on définit le nombre de tours de la cuve d'enrobage sur elle-même, qu'un observateur extérieur dénombre en un laps de temps donné. Dans le cas o les poulies 9 et 10 n'ont pas un diamètre extrêmement différent, la vitesse de rotation apparente de la cuve peut être calculée par la formule 2 D1 x la vitesse de rotation due au mouvement planétaire D2 Dans une réalisation préférée du dispositif d'enrobage selon l'invention l'excentrage entre l'axe de l'arbre rotatif 3 et l'axe de l'arbre 6 supportant la cuve d'enrobage est inférieur au rayon interne de l'ouverture de la cuve d'enrobage, ceci permet de placer au dessus de la cuve d'enrobage un dispositif fixe 81895 - 6 - d'alimentation 14 de la cuve d'enrobage disposé dans l'axe de l'arbre rotatif 3. Ce dispositif fixe d'alimentation permet d'introduire des substances d'enrobage aisément en cours d'opéra- tion sans arrêter les mouvements de rotation et/ou de projeter un liant ou une colle par un dispositif fixe. Dans une autre réalisation du dispositif d'enrobage selon l'invention l'excentrage entre l'axe de l'arbre rotatif 3 et l'axe de l'arbre 6 supportant la cuve d'enrobage est supérieur au rayon externe de la cuve d'enrobage. Cette réalisation permet d'équiper le dispositif d'une pluralité de cuves d'enrobage travaillant simultanément. Ainsi par exemple il est alors possi- ble de remplacer le balourd d'équilibrage 7 par une cuve identique à la cuve 8, c'est-à-dire placée symétriquement à la première cuve d'enrobage par rapport à l'axe de l'arbre rotatif 3. Le dispositif d'enrobage selon l'invention permet d'enrober des produits divers, tels que des noyaux, des semences, des graines, des fruits, des produits de confiserie, des dragées, des amandes, des pilules, des bonbons, des produits pharmaceutiques, etc. Des illustrations pratiques sont décrites ci-après. Ce dispositif d'enrobage selon l'invention permet en outre d'enrober des semences au moyen de matières telles que des matières nutritives, des charges, des fongicides, des herbicides, des insecticides, etc... l'enrobage des semences visant à améliorer les caractéristiques de germination, à fournir divers additifs susceptibles d'intervenir à un moment quelconque de l'établis- sement et de la croissance des plantes, à protéger les semences ou encore à donner à la semence une forme ou une dimension qui conviennent bien pour le semis automatique. Un exemple concret se trouve dans la demande de brevet français n 8319983 au nom de SOLVAY & Cie. Des exécutions pratiques du dispositif d'enrobage selon l'invention permettent d'enrober des fruits au moyen de sucres, sirops, chocolat, cacao, colorants, additifs de confiserie, lécithine, produits aromatisants, poudre de lait, vanille naturelle 81895 - 7 - ou artificielle, additif de conservation, etc... ou en général d'enrober tout produit de confiserie en vue de réaliser des dragées, des bonbons ayant un calibre adéquat et/ou constitués de couches successives de produits différents disposées autour d'un noyau central. De même, le dispositif d'enrobage selon l'invention peut être utilisé dans l'industrie pharmaceutique en vue de réaliser des dragées galéniques, des cachets multicouches, ou tout produit ou médicament pharmaceutique ou à usage vétérinaire. Le dispositif d'enrobage selon l'invention permet notamment un enrobage très satisfaisant de produits à enrober de petit calibre, légers ou encore de formes irrégulières diverses. Le dispositif est doux et continu dans ses mouvements ce qui évite tout choc et élimine les risques de bris de l'enrobage ou du produit à enrober. Les pertes de matière sont évitées au maximum et les produits enrobés sont bien calibrés. Les produits enrobés obtenus avec le dispositif selon l'invention ont une forme sphé- rique régulière quelque soit leur forme initiale. Le dispositif d'enrobage selon l'invention permet d'obtenir un excellent enrobage qui résiste bien à l'attrition, aux frotte- ments, aux chocs, à l'abrasion. Cette résistance qui est donnée par la conjugaison de paramètres tels que le type de produits à enrober, les substances d'enrobage, le liant ou la colle employé, est également apportée par la force centrifuge appliquée au contenu de la cuve d'enrobage. Ainsi, plus la force centrifuge est grande, c'est-à-dire plus la vitesse de rotation de la cuve est élevée plus l'enrobage est compact et de bonne résistance à l'attrition. Dans le dispositif d'enrobage selon l'invention, des vitesses élevées peuvent être appliquées sans problème, les produits à enrober n'étant pas maintenus sur la paroi de la cuve, puisqu'ils subissent également la force résultante du mouvement planétaire qui les décolle de cette paroi et les fait tomber en roulant les uns sur les autres. Les exemples suivants illustrent l'invention. 81895 -8 - Exemple 1 Un dispositif d'enrobage tel qu'illustré à la figure est équipé d'une cuve de contenance de 25 1 possédant un fond plat et une paroi latérale raccordés entre eux par un arrondi. La cuve est en acier inoxydable et présente les caractéris- tiques suivantes: - diamètre de 370 mm, - hauteur totale de 285 mm. Le diamètre D2 de la poulie mobile 9 est de 52 mm, celui D de la poulie fixe 10 est de 57 mm. L'excentrage entre l'arbre support de la cuve d'enrobage et l'axe de l'arbre rotatif s'élève à 110 mm, il est inférieur au rayon de la cuve d'enrobage. g de semences de betteraves monogermes sont dépoussiérées, puis humectées au moyen d'une solution aqueuse (50 % de la solution composition A décrite ci-après) à raison de 12 ml de solution pour 100 g de semences. Les semences humides sont ensuite introduites dans la cuve d'enrobage arrêtée. L'ensemble du dispositif d'enrobage est ensuite incliné d'un angle de 40 par rapport à la verticale. La vitesse de rotation du mouvement planétaire est réglée à tours par minute. La vitesse de rotation apparente de la cuve d'enrobage sur elle-même est de 10 tours par minute. Les sens des mouvements de rotation sont opposés. Durant la rotation de la cuve on introduit par le dispositif fixe d'alimentation en trois poudrages successifs 900 g de charges minérales comprenant de la tourbe broyée, de la bentonite, du kaolin et du calcaire. Alternativement on pulvérise au total 880 ml d'une solution aqueuse d'agent collant (composition A contenant 42 g de polyvinylpyrrolidone, 126 g de sucre et 1832 g d'eau déminéralisée). Ensuite on ajoute 48 g d'agent colorant (90 % de talc et % d'oxyde ferrique). 81895 - 9 - Ces opérations demandent environ 3 heures. Puis les semences sont séchées à l'étuve à 35 C pendant 16 heures. Les semences ainsi obtenues sont prêtes à l'emploi. Leur calibre est régulier et ne nécessite aucun tri, 34 % des semences enrobées ont un diamètre compris entre 4 et 4,75 mm, 66 % entre 3,4 et 4 mm. Lors du bilan de matière aucune perte significative n'a été constatée, en particulier aucune semence n'a été brisée au cours de l'enrobage. Les tests de germination réalisés ultérieurement à 20-22 C sur papier filtre et sur sable humide ont donné d'excellents résultats: 98 % des semences ont germé. Exemple 2 On répète l'exemple 1 mais avec une cuve d'enrobage de contenance de 10 1. Cette cuve d'enrobage a la forme d'une ellipsoïde dont la dimension du grand axe est de 270 mm, et celle du petit axe de mm. Cette cuve d'enrobage est réalisée en matière plastique. Les diamètres des poulies et l'excentrage entre l'arbre support de la cuve d'enrobage et l'axe de l'arbre rotatif sont identiques à ceux de l'exemple 1. - L'ensemble du dispositif d'enrobage est incliné d'un angle de 45 par rapport à la verticale. 5 g de semences de laitue sont dépoussiérées, puis humectées au moyen d'une solution aqueuse (50 % de la solution composition A) à raison de 12 ml de solution pour 100 g de semences. La vitesse de rotation du mouvement planétaire est réglée à tours par minute et la vitesse de rotation apparente de la cuve d'enrobage sur elle-même est de 9 tours par minute. Les sens des mouvements de rotation sont opposés. Les semences humides sont ensuite introduites dans la cuve d'enrobage arrêtée. Durant la rotation de la cuve on introduit par le dispositif fixe d'alimentation 28 g de charges minérales comprenant du 81895 - 10 - clarcel, du kaolin et de la silice. L'agent collant (14 ml) dont la composition est identique à celle de l'exemple 1, est pulvérisé régulièrement au cours de l'enrobage. Ensuite on ajoute 2 g de kaolin pour lisser l'enrobage. Ces opérations demandent environ 2 heures. Après enrobage les semences sont séchées rapidement à tempéra- ture ambiante par de l'air pulsé par un ventilateur. Les semences enrobées sont ultérieurement mises à germer dans de la terre humide. Les essais de germination ont été réalisés à environ 20 C, ces tests ont donné d'excellents résultats (100 % de germination). Dans tous les cas l'enrobant adhère très bien aux semences et ne se décolle pas lors du conditionnement et de l'emploi des semences, c'est-à-dire sans fragilisation, ni délitage de l'enro- bant. Les semences enrobées de laitues qui ont été obtenues ont un calibre régulier. Exemples 3 et 4 On répète l'exemple 2, mais en lieu et place de semences de laitues, on enrobe des semences de chicorées et de tomates. Les tests de germination ont donné d'excellents résultats (90 à 100 % de germination). Les semences enrobées obtenues ont un calibre régulier et sont bien sphériques, ce qui facilite le semis. 81895 - il - REV E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositif d'enrobage comportant au moins une cuve d'enrobage, destinée à recevoir des produits à enrober et des substances d'enrobage, et des moyens d'entraînement imposant à celle-ci un mouvement de rotation sur elle-même autour d'un axe de rotation caractérisé en ce que les moyens d'entraînement imposent en outre à la cuve un mouvement simultané de rotation planétaire autour d'un axe parallèle à cet axe de rotation. 2 - Dispositif d'enrobage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'entraînement imposent à la cuve un mouve- ment de rotation sur elle-même dans le même sens que celui du mouvement de rotation planétaire. 3 - Dispositif d'enrobage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'entraînement imposent à la cuve un mouvement de rotation sur elle-même dans le sens opposé au sens du mouvement de rotation planétaire. 4 - Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3 caractérisé en ce que l'axe de rotation de la cuve d'enrobage peut être incliné d'un angle variant de 0 à 180' par rapport à la verticale. - Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4 caractérisé en ce que la cuve d'enrobage comporte un fond plat et une paroi latérale raccordés entre eux par un arrondi. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce qu'il comporte un châssis support fixe (1), un moteur rotatif (2) monté sur ce châssis-support (1) dont l'extrémité de l'arbre rotatif (3) est équipé d'un bras support (4) disposé en T, une extrémité de ce bras support (4) étant pourvu d'un boîtier de roulement (5) dans lequel peut tourner librement un arbre (6) parallèle à l'arbre rotatif (3) du moteur (2) et dont l'autre extrémité est pourvu d'un balourd d'équilibrage (7), d'une cuve d'enrobage (8) fixée par la partie centrale de son 81895 - 12 - fond sur l'extrémité de l'arbre (6) et un dispositif de mise en rotation de l'arbre (6) tel qu'un ensemble de poulies étagées (9) fixées sur cet arbre (6) en relation mécanique avec un second ensemble de poulies étagées fixes (10) montées sur le châssis support fixe (1). 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'extrémité du bras support (4) opposée au bottier de roulement (5) est équipée d'un support (11) parallèle à l'arbre rotatif (3) du moteur (2) et s'étendant jusqu'à la partie supé- rieure de la cuve d'enrobage (8), ledit arbre étant pourvu à son extrémité d'une poulie folle (12) maintenant une courroie (13) de rattrapage du porte-à-faux de la cuve d'enrobage (8) qui est engagée autour de la partie supérieure de la cuve d'enrobage (8). 8 - Dispositif selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que le moteur rotatif (2) est un motovariateur dont la vitesse de rotation peut 9tre réglée entre 25 et 250 tours par minute. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que le dispositif de mise en rotation de l'arbre (6) anime celui-ci d'une vitesse de rotation apparente pouvant varier de 0 à 500 tours par minute. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que l'excentrage entre l'axe de l'arbre - rotatif (3) et l'axe de l'arbre (6) supportant la cuve d'enrobage est inférieur au rayon interne de l'ouverture de la cuve d'enrobage et en ce qu'il comporte un dispositif fixe d'alimentation (14) de la cuve d'enrobage disposé selon l'axe de l'arbre rotatif (3).