Brevet FR2596620A1 — publié le 19871009

De nombreuses plantes telles que l'arachide, le soja, le sorgho, etc. sont très robustes, nécessitent peu d'eau et donnent de bons rendements, de plus ces plantes ont des graines ayant des qualités nutritives très intéressantes et les boissons que l'on peut en tirer peuvent remplacer le lait animal pour l'alimentation humaine. Actuellement seul le soja est exploité et on obtient une boisson par le broyage des graines de soja et leur macération en fût dans de l'eau sous agitation. Ce mélange est alors repris, filtré et délivré à la consommation. Le lait de soja obtenu dans ces conditions ne se garde pas car il n'est pas aseptique, de plus sa fabrication artisanale laisse souvent à désirer sur le plan de l'hygiène, nécessite une main d'oeuvre nombreuse et ne peut pas être réalisée en continu. On connaît, d'autre part, du brevet US 4389425 un procédé de fabrication d'une boisson à base de graines de soja, selon lequel ces graines sont macérées dans de l'eau pour une période déterminée, broyées en présence d'une solution d'eau acidifiée. Ensuite cette solution est filtrée pour séparer la cellulose et la pulpe, puis le pH du liquide est mesuré pour déterminer la quantité de graines à introduire dans la solution acide. Le liquide est ensuite chauffé rapidement, filtré, refroidi et son pH est ajusté au niveau désiré. Ce brevet ne décrit toutefois aucune installation permettant de mettre en oeuvre ce procédé en continu. Le but de la présente invention est de mettre à disposition des collectivités locales, une installation de production en continu de boissons alimentaires répondant aux critères d'hygiène les plus poussés de sorte que la boisson ainsi produite puisse être à la sortie de cette installation embouteillée ou ensachée de façon hermétique et stérile permettant son stockage et sa distribution. L'installation selon la présente invention se distingue par le fait qu'elle comprend en combinaison un ensemble de traitement d'eau (I), un broyeur mélangeur (II), un séparateur centrifuge (III), un ensemble de traitement thermique (IV) de la boisson produite et un ensemble de réfrigération et de récupération de calories (V), et par le fait que le broyeur-mélangeur (II) de même que le séparateur (III) comportent une pompe de circulation incorporée, entrainée par le même moteur que celui entraînant l'élément mobile du broyeur respectivement du séparateur. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de l'installation de production du lait de soja selon l'invention. La figure 1 est un schéma de cette installation de production. La figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un broyeur-mélangeur particulier. La figure 3 est une coupe à plus grande échelle d'un séparateur. La figure 4 est une coupe à plus grande échelle d'une variante d'un broyeur-mélangeur. L'installation illustrée de production en continu de boissons alimentaires et notament de lait de soja comporte une installation d'alimentation et de traitement d'eau I ; un broyeur-mélangeur II ; un séparateur centrifuge III ; une installation de traitement thermique du lait de soja produit IV, ainsi qu'une installation de réfrigération du lait produit et de récupération de calories qu'il convient V. L'installation d'alimentation et de traitement d'eau I comporte un bac 1 alimenté en eau par une conduite 2 au travers d'une vanne 3 manuelle ou automatique. Ce bac 1 comporte un conduit de vidange 4 obturé par une vanne 5. Une pompe 6 prélève l'eau du bac 1 et la fait circuler dans un filtre 7 et dans un stérilisateur 8, par exemple à rayons UV. Ainsi l'eau qui est délivrée en A par cette installation d'alimentation et de traitement d'eau I est propre, stérile et potable. Cette eau traitée est délivrée, au travers du circuit secondaire 9 d'un récupérateur.de calories, au broyeur-mélangeur II. Ce broyeur-mélangeur II, illustré en détail et en coupe à la figure 2, comporte un cylindre 10 alimenté par son extrémité supérieure en graines de soja, d'arachide, de sorgho, etc. par une trémie 11 et un doseur 12 (figure 1). La partie inférieure de ce cylindre est logée dans une cuve 13 dont le fond comporte une ouverture communiquant avec la chambre 14 d'une pompe à palettes 15 reliée à un conduit d'évacuation 16. Des orifices 17 sont pratiqués dans la partie inférieure du cylindre 10 et un couteau rotatif 18, situé à proximité du fond de ce cylindre 10 , est entraîné en rotation par un arbre 19, sur lequel sont également montées les pales de la pompe à palettes 15, luimême entraîné par un moteur électrique 20. Un filtre lOb amovible chemise le cylindre 10 et présente des trous dont le diamètre correspond à la finesse de la pâte que l'on désire obtenir. L'eau traitée par l'installation 1 est délivrée au cylindre 10 par le conduit 21, elle se mélange aux graines broyées et ce mélange coule par gravité dans la chambre 14 d'cù la pompe à palettes le propulse dans le conduit d'évacuation 16. Une partie de ce mélange, dosée par la vanne 22 est réinjectée dans le cylindre 10 par le conduit 23, tandis que le reste du mélange est délivré par le conduit 24 au séparateur centrifuge III. L'originalité de ce broyeur réside dans le fait qu'il incorpore une pompe à palettes entraînée en rotation par le même moteur que celui entrainant le couteau du broyeur. Le broyeur permet donc simultanément de propulser le mélange obtenu. Ce mélange de lait de graines et de matière sèche est délivré par le conduit 24 au séparateur centrifuge III qui comporte dans une enceinte 25 un tamis rotatif conique 26 recevant par une ouverture supérieure 27 ledit mélange. Le fond de l'enceinte 25 présente un orifice débouchant dans une chambre 28 dans laquelle se trouvent les pales 29 d'une pompe à palettes. Le tamis rotatif 26 et les pales 29 de la pompe sont fixés et entraînés en rotation par le même arbre 30 entrainé lui-même en rotation par un moteur électrique 31. En fonctionnement le mélange est introduit dans le tamis rotatif, le liquide, lait de soja ou d'autres graines, traverse le tamis 26 et coule au fond de l'enceinte 25 dans la chambre 28 pour être évacué par la pompe 29 dans le conduit de sortie 32. La matière sèche remonte vers le haut du tamis et se déverse dans une goulotte 33 pour être évacuée par une trémie 34. Ici également l'avantage de ce séparateur centrifuge original est de combiner le séparateur avec une pompe permettant de propulser le lait obtenu jusqu'à la sortie de l'installation comme on le verra plus loin. Dans la variante illustrée, ce séparateur comporte encore un conduit 35 débouchant dans l'enceinte 25 permettant d'y introduire des additifs, vitamines, colorants, conservateurs, etc. présents dans une solution obtenue dans un bac 36. Une vanne 37 permet de doser la quantité désirée de la solution à ajouter au lait obtenu. I1 faut noter que ces opérations de broyage-mélange et de séparation s'effectuent à une température de l'ordre de 850C car l'eau d'alimentation a été préchauffée à cette température en passant dans le secondaire 9 de l'échangeur de l'installation de réfrigération et de récupération de calories comme on le verra plus loin. Le lait sortant du séparateur III passe dans le secondaire 38 d'un échangeur de chaleur de l'installation de traitement thermique IV afin d'être sterilisé. Cette installation de traitement thermique IV comporte un circuit fermé transportant un fluide calorifique formé d'une pompe 39 d'un corps de chauffe 40 du primaire 41 de l'échangeur. L'alimentation en énergie électrique du corps de chauffe 40 est réglée de façon connue pour obtenir une température T du lait obtenu à la sortie de l'échangeur 38, 41 de l'ordre de 1000C. Le lait ainsi traité thermiquement pour le rendre sterile passe dans le primaire 42 de l'échangeur 9, 42 de l'installation de réfrigération et de récupération de calories V et tout en se refroidissant à environ 450C échauffe l'eau d'alimentation à 850C. Le lait ainsi refroidi passe ensuite dans le secondaire 43 d'un échangeur de chaleur dont le primaire 44 est parcouru par o un fluide frigorifique pour être refroidi à environ 4 C. Ce lait est alors délivré par un conduit de sortie 45 et peut être soit distribué directement, soit mis en sachet ou embouteillé de façon connue pour sa conservation, stockage et distribution ultérieure. Cette installation de réfrigération et de récupération de calories V comporte l'échangeur de chaleur 9, 42 entre l'eau d'alimentation et le lait obtenu, l'échangeur de chaleur 43, 44 dont le primaire 44 parcouru par un fluide caloporteur est refroidi par un dispositif de réfrigération 45 de type connu. L'installation décrite permet une élaboration et un conditionnement entièrement automatiques et en continu de boissons alimentaires à base de soja ou d'autres graines. De plus, elle est tres simple et compacte notamment du fait de la conception particulière du broyeur-mélangeur et du séparateur centrifuge incorporant une pompe de circulation. Il est évident que suivant les graines utilisées, soja, sorgho, arachide etc. il n'est pas possible d'utiliser les mêmes tamis ni dans le broyeur-mélangeur, ni dans le séparateur. Pour ce qui est du séparateur illustré à la figure 3, on voit qu'il est aisé de changer le tamis 26 apures avoir enlevé le couvercle, il suffit de devisser un seul boulon. Ainsi, on peut très facilement changer de tamis 26 pour l'adapter, notamment la dimension de ses orifices et leur nombre, au type de graines utilisées pour la fabrication de la boisson alimentaire. La figure 4 illustre un broyeur-mélangeur II qui se différencie de celui illustre à la figure 2 en ce que le filtre lOb est situé à l'extérieur de la partie inférieure du cylindre 10 et qu'il est simplement enfilé sur ce cylindre, dépassant le fond de celui-ci et reposant sur la paroi 14a de la chambre 14 de la pompe à palette 15. Le cylindre 10 est fixé sur la chemise lOc par deux flasques maintenus ensemble et rendus étanches par un joint torique lOd. Les deux flasques, dont l'un est solidaire du cylindre 10 et l'autre de la chemise lOc, sont maintenus par un anneau 10e de cerclage amovible. Grâce à cette disposition il est très facile de remplacer le filtre lOb par un autre filtre ayant des caractéristiques differentes adaptées aux graines devant être broyées. Ainsi, l'installation selon la présente invention est polyvalente, elle peut être très rapidement et facilement modifiée pour s'adapter à la fabrication de boissons alimentaires à base de graines différentes. Pour être complet, il faut mentionner qu'il est connu du brevet US 2.902.227 un broyeur de détritus, petites pièces de bois, d'os etc. qui comporte un concasseur rotatif broyant la ma tière entre sa surface extérieure et le bàti de l'appareil, la matiere broyée tombant dans une chambre où se trouvent des pales rotatives, montées sur l'axe du concasseur rotatif. Un tel appareil est totalement inapte à broyer des graines pour la fabrication de boissons alimentaires de par l'absence de filtre et des matériaux utilisés. Enfin on connait du brevet US 1.749.057 un séparateur d'eau et de sable, boue ou autres solides qui comprend une pompe entrainée par le même arbre que le tamis, cette pompe étant prévue pour réinjecter du liquide dans le séparateur afin d'en évacuer les parties solides déjà separées qui pourraient adhérer aux parois de l'appareil. I1 ne s'agit en aucune façon de propulser le liquide séparé, ni de traiter des boissons alimentaires. REVENDICATIONS 1. Installation polyvalente pour la production en continu de boissons alimentaires à base de graines, caractérisée par le fait qu'elle comprend en combinaison un ensemble de traitement d'eau (I), un broyeur-mélangeur ici), un séparateur centrifuge (III), un ensemble de traitement thermique (IV) de la boisson produite et un ensemble de réfrigération et de récupération de calories (V), et par le fait que le broyeur-mélangeur (II) de même que le séparateur (III) comportent une pompe de circulation incorporée, entraînée par le meme moteur que celui entraînant l'élément mobile du broyeur respectivement du séparateur. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le broyeur-melangeur comporte un cylindre partiellement logé dans une enceinte dont la partie inférieure présente des ouvertures; un broyeur rotatif situe à proximité du fond du cylindre, par le fait que le fond de l'enceinte comporte une ouverture donnant accès à une chambre communiquant avec un conduit de sortie1 chambre dans laquelle sont disposes des pales d'une pompe à palettes et par le fait que le broyeur rotatif et les palettes sont montes sur un même arbre entraine par un moteur. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le broyeur-mélangeur comporte un filtre cylindrique entourant la base du cylindre de celui-ci, et par le fait que ce cylindre est fixé de façon amovible sur une chemise qui l'entoure et le relie au bâti de la pompe à palettes. 4. Installation selon l'une des revendications precedentes, caractérisée par le fait que le séparateur centrifuge comporte un tamis rotatif évase vers le haut situé dans une enceinte dont le fond présente un orifice communiquant avec une chambre conduisant à un conduit de sortie et dans laquelle se situent les pales d'une pompe de circulation, et par le fait que le tamis rotatif et les pales de la pompe sont montés sur un même arbre entrainé en rotation par un moteur. 5. Installation selon la revendication 3 et la revendication 4, caractérisée par le fait que le filtre du broyeur-separateur et le tamis du séparateur centrifuge sont tous deux amovibles et interchangeables en fonction du type de graines traitées.