Brevet FR2626439A1 — publié le 19890804

L'invention concerne un procédé de fabrication indus- trielle de chips à base de fécules dérivées de produits végé- taux et notamment de mats ou autres céréales et une ligne pour se mise en oeuvre. Cet te ligne de mise en oeuvre se distingue d'autres réalisations par l'incorporation d'ensembles fonctionnant selon des techniques nouvelles permettant de réaliser. des économies d'énergie ainsi que des économies relative à l'encombrement. Ces techniques nouvelles concernent l'emploi de filières plates en acier inoxydable et l'utilisation du gaz de micro-ondes et d'infra-rougs pour obtenir des produits alimentaires de haute qualité et ce à débit élevé à consommation d' énergie moindre. L'utilisation de telles techniques de pointe a été con çue dans le souci d'arriver à un procédé de fabrication permettant la réalisation de produits finis ayant comme caractéristiques une diversité de goût sous présentations diverses. De plus la ligne de mise an oeuvre offre la possibilité d'une automatisation à volonté car il y a possibilité de controles électroniques par micro-processeurs et autres par exemple. D'une façon globale, il 51 agit d'un procédé de fabrication pour la réalisation de produits actuellement connus comme "tertilla chips", "tortilla crust rollers," "tacos", "tamale", et wcorn chips", sans vouloir exclure d'autres variantes réali- sées à base de maïs et/ou autres fécules dérivées de produits végétaux. De ce fait la ligne de mise en oeuvre peut être adaptée à volonté pour la réalisation de produits finis consommables à partir de fécules dérivées de produits végétaux et d'eau potable, d'une cuisson suivie par l'ejout d'additifs pour le "goût". Cette ligne comporte plusieurs étapes de transformation dont le nombre est fonction de la matière première d'une part.et la présentation finale du produit fini d'autre part. D'une façon générale, le procédé de fabrication tel que schématisé en Figure 1 comporte les opérations suivantes - la cuisson dans de l'eau potable de la matière première comme les grains de as et/ou autres dérives vAgé- taux renfermant de la fécule (1) ; - le transfert, par-pompe par exemple, de la masse ainsi obtenue (2) ; - la filtration pour dégager l'excès d'eau (3) ; - le broyage de la partie- solide (si nécessaire) (4) ; - le compactage par vis tournantes adaptées ; - l'extrusion, par filière plate, d'une pâte (5) ; - la décape avant/après cuisson d'une telle pâte (7) ; - la cuisson à l'aide de micro-ondes, d'infrarouge et gaz (S); - l'ajout en ligne d'additifs ; - le conditionnement (8). L'originalité du procédé réside dans les faits suivants : ce qu'il consiste à combiner dans la troisième opération une opération de lavage avec celle de la filtration; ce que la cinquième opération d'extrusion par fi lière plate et le compaetage par visses tournantes adaptées sont exécutées consécutivement sans étape intermédiaire. ce que la cuisson se fait par un chauffage à deux types d'énergie, c'est-à-dire par convection et par îrradia- tion. L'invention concerne une ligne, également, de fabri cation industrielle de chips à base de fécule dérivée de 'pro- duits végétaux et notamment de mats ou autres céréales pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication. Pour la mise en oeuvre du procédé, la ligne comporte les postes de travail décrits ci-après en référence au dessih annexé. - En ce qui concerne l'étape de cuisson dans l'eau potable alimentaire (1). le dimensionnement des unités de cuisson doit être adapté au débit moyen du dispositif, exprimé an pro duits/h par exemple, ou en débit horaire (400 à 500 kgs). Pour cela, il existe plusieurs variantes, à savoir: . un seul récipient avec volume correspondant, en acier inox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité ; . deux récipients ou plus avec volumes identiques pour assurer un volume de sécurité ou tampon, en cas de nécessités diverses, inox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité. Dans le cas présente la disponibilité d'au moins deux récipients semblent s souhaitables pour assurer une sécurité sur le plan fabrication horaire par exemple. A titre d'indication pour le dimensionnement des unités de cuisson (récipients). il s'agit pour la moment de récipients en INOX car il y a contact avec des pro- duits alimentaires an premier lieu (êtat technologique 1988). l'INOX pouvant être remplacé par toute matière "inoffensive" comme le Titanium et/ou autres métaux futurs performants à à développer. Ceci est donc fonction de la progression technologique des métaux. La contenance est a l'ordre de 10.000 1. environ par récipient pour la ligne diapositive et ce pour pouvoir assurer un débit horaire de 400 à à 500 kg de produits finis par heure contenant 50 % d'eau par exemples Pour pouvoir assurer un tel traitement matières-pre- misères, l'emplacement d'un réservoir d'alimentation et d'un réservoir de produits cuits semble nécessaire. D'ob une proposition pour la configuration suivante: une cuve d'alimentation par unité de cuisson ou récipient; . une cuve de produit "cuit" par unité de cuisson ou réci- pient. Pour pouvoir optimiser la cuisson à- l'intérieur du r- cipient, il est souhaitable de faire circuler & eau de cuisson, avec additifs éventuels, plutöt que l'emploi d'un agitateur mécanique. La procédure de cuisson est élémentaire : l'eau potable, avec additifs selon 'les produits finaux à produire, est mise en circulation quelques minutes avant l'ajout des fécules à ouire. Par vanne thermostatée, la température adéquate est choisie pour maintien de pression-vapeur d'abord, ensuite le temps de cuisson est choisi par moyen d'un régulateur-temps selon les fécules à cuire. Pour raccourcir le temps de cuisson et par conséquent gagner de l'énergie, on peut concevoir un traitement micro ondes par exemple des fécules telles quelles SA ceci soit par les fournisseurs, soit ea ligne avant cuisson. - En ce qui concerne l'opération du transfert de la masse ainsi obtenue (2), cette unité sert au transfert de la masse sortante du récipient de cuisson (1), vers le matériel de filtration (3). D'une façon générale, l'ensemble comprend une pompe, un moteur avec démarreur magnétique. Toute surface de contact avec la masse à véhiculer tant en acier-inox ou autre métal assurant l'alimentarité. - So ce qui concerne la filtration/lavage (3), cette unité sert d'abord à séparer l'excès d'eau de la masse cuite avec renvoi de l'excès d'eau vers le récipient de cuisson ensuite. Il s'agit d'un cylindre sous forme de tamis *n acier- inox ou autre métal performant de qualité alimentaire. La parti cularité de ce cylindre est la suivante t réalisation sous forme de tamis ce qui facilite l'observation visuelle en cas dtinter- vention comme l'entretien et/ou actions rapides lors de la fabri cation En ce qui concerne l'opération de filtration suivie. d'un lavage 9 l'eau potable des fécules filtrées, le cylindre est muni d'un axe allant dans le sens de la hauteur du cylindre et le flux matière, c'est-à-dire dans le sens horizontal. Cet axe est couplé à un vibreur rotatif assurant l'avance ment matière d'une part et l'efficacité des opérations filtration@ lavage d'autre part. Pour recueillir l'eau de cuisson, avec additifs éventuels, un bac est placé an dessous de la partie du cylindre effectuant la filtration proprement dite. L'eau ainsi recueillie peut autre renvoyée en boucle vers le récipient de cuisson ; en plus des jets, placés autour du cylindre-tamis peuvent rincer celui-ci avant renvoi. L'opération de lavage s'effectue ensuite au moyen de jets, alimentés par de ljeau potable t ces jets étant également positionnés autour du cylindre-tamis Pour recueillir l'eau de lavage, un bac est placé endessous de la partie du cylindre effectuant le lavage proprement dit. L'eau ainsi recueillie peut entre renvoyée en boucle vers les jets de filtration ; an plus, elle peut autre alimentée vers le bac dit de filtration car pour la cuisson meme la génération de vapeur nécessite une alimentation constante en eau de cuisson. - En ce qui concerne le broyage de la partie solide (si nécessaire) (4), la masse filtrée est ensuite véhiculée au moyen d'un tapis roulant réalisé sous forme d'un tamis en acier-inox ou autres métaux assurant l'alimentarité. Le tapis roulant transporte la masse filtrée vers une trémie d'alimentation. placée au-dessus d'un broyeur ; ce dernier contient des meules règlables quant à leur écartement et vitesse de broyage. Un moteur, dont la puissance est fonction du débit horaire souhaité, doit ègalement pouvoir assurer un débit faible en cas d'incident technique quelque part sur la ligne de mise en @euvre. Tout contact, hormis les meules, avec la masse à broyer est avec de l'acier-lnox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité. Selon une originalité de l'invention, le compactage par vitesses tournantes adaptées est combinée à l'extrusion par filière plate d'une pâte. Cette unité assure plusieurs fonctions à savoir une homo généisation de la masse broyée auparavant suivie d'un malaxage. Le principe étant basé sur la technologie répandue dans la transformation de matières thermoplastiques (extrudeuses) ; l'em- ploi d'une ou plusieurs vis est fonction d'un choix de principe au départ car plusieurs possibilités d'exécution existent à t'heure actuelle. Une autre fonction de cette unité consiste an l'alimenta- tion forcée vers une filière-plate couplée avec l'unité d'homogéni- sation/malaxage. Tout contact physique avec la masse broyée O homogénéiser/malaxer étant réalisé avec de l'acier-inox ou autres métaux performant assurant l'alimentarité. L'unité d'extrusion par filière plate, d'une pate de conception nouvelle est également utilise dans la transformation de matières thermoplastiques et connue sous l'appelation de filière ULTRACOAT aux Etats-Unis. Il s'agit en effet d'une filière permettant la réalisation de bandes de largeurs allant jusqu'à la largeur de la fente de la filière mme et dont l'épaisseur de telles bandes est également réglable par l'écartement réglable de la fente même. Des sondes appropriées sont liées S des rigula- teurs de température et de pression, d'écartement de la fente par exemple et les contröles sont possibles au moyen d'un micro-ordinateur programmable avec visualisation sur écran si souhaitable. Tout contact physique avec la masse broyée à homogéniser/malaxer étant avec de l'acier inox ou autres métaux performants assurant l1alimentarité. L'industrie alimentaire, entre autre1 prévoit un avenir certain pour de telles filiOres-plates car haute pr*- cision des volumes S extruder. - En ce qui concerne l'unité de dUcoupe de la pâte (7), celle-ci peut être positionnée soit avant soit après le four du cuisson et ce, selon la présentation finale du produit S conditionner. Dans le dessin ci-joint la découpe se fait après le four de cuisson. Il s'agit an effet d'une opération de " mise en forme" du produit à finir par le biais d'un ensemble de découpes diverses ; formes rondes, rectangulaires, carrées, etc. par des couteaux performants an acier-inox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité. L'emploi des alliages récents en matière de découpes diverses est tout * fait concevable, - En ce qui concerne l'unité de cuisson (6) à l'aide de micro-ondes, rayons infra-rouges et gaz de la pâte, décou- pée ou non, cette unité assure la cuisson finale de la pâte selon la présentation du produit et ce par le biais du temps de séjour et températures de cuisson, Le temps de séjour et les températures de cuisson dé terminent les dimensions du four quand il s'agit dtn seul passage, ce qui est habituellement le cas. La vitesse du ta pis roulant, support de la pâte, découpée ou non, est fonc tion de plusieurs paramètres comme la largeur de la pâte, son épaisseur, le gradient des températures à afficher, la teneur en eau du produit à conditionner, le débit de la ligne de mise en oeuvre (400 à 500 kg/h). Pour arriver à une cuisson efficace de la pate, plu- sieurs possibilités s'offrent à l'heure actuelle, à savoir : - des brûleurs alimentés par un mélange gaz naturel/air et positionnés à l'extérieur du four d'une manière telle que les flammes chauffent directement les chambres réalisées en acier inox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité. Ceci pour ne pas altérer le goOt de la pâte à cuire. - des émetteurs de micro-ondes positionnés au-dessus de la pâte découpée ou non, à cuire, c'est dire à l'in- trieur du four ; - des lampes infra-rouges pour un effet " de croûte", positionnées au-dessus de la pate, découpée ou non, éga- lement à l'intérieur du four de cuisson. La ligne de mise en oeuvre fait appel aux trois possibilités par l'installation de brûleure alimentés par un mélange gaz naturel/air, l'installation d'émetteurs de micro-ondes et lampes infra-rouges. Pour éviter des émanations de produits de combustion dans l'atelir de fabrication, une hotte aspirante est placée audessus du four de cuisson avec refoulement vers 11 extérieur. Parallèlement, afin de pouvoir réduire l'encombrement de la ligne de mise en oeuvre une unité de tapis roulants de refroi- dissement à l'air libre est placée soit en dessous, soit audessus de l'unité de cuisson (ó). Les tapis étant réalisés en tamis acier-inox ou autres métaux performants assurant l'alimentarité du produit à conditionner. En ce qui concerne l'ajout, en ligne, d'additifs, cette unité a pour but de donner au produit à conditionner " le gout caractéristique" par le biais de pulvérulents divers comme le sel, le poivre, les épices, les herbes aromatisées, etc, Il s'agit d'une façon générale de tamis cylindriques tournants alimentés par une trémie.contenant un ou plusieurs addi- tifs mélangés auparavant. Par contact physique les produits cuits sont ainsi traités avant le conditionnement. Le conditionnement (R) étant conçu pour la réalisation de repas mexicains, soit individuels, soit de restauration, de CHIPS à BASE DE MAIS, et/ou de fécules, féculents divers, etc., le conditionnement peut se faire sous formes diverses à savoir : en sachets plastiques étanches, imprimés ou non , en cartons sans/avec sachets plastiques étanches, imprimés ou non en bottes plastiques, à base de cartons, à base de fer blanc, imprimées ou non ou toute autre forme de conditionnement venir. Quant aux sachets plastiques, plusieurs variantes sont possibles mettant en oeuvre l'état technologique de transformation actuelle et future comme la réalisation de complexes sou ples réalisés par la (co) extrusion, impression et soudure en ligne. Quant aux cartons, les progrès réalisés déjà par ltin- dustrie papetière sont tout à fait transposables sur le conditionnement des produits finis de la ligne de mise en oeuvre. Idem pour les autres modes de conditionnement car il s'agit dune partie intégrante de la ligne proposée. REVENDICATIONS 1* Procédé de fabrication industrielle de chips å base de fécules dérivées de produits végétaux ou autre céréale, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes:: la cuisson dans de l'eau potable de la matière première comme les grains de maïs et/ou autres dérivés végétaux ren fermant de la fécule (1) ; - le transfert, par pompe par exemple, de la masse ainsi obtenue (2) ; - la filtration pour dégager l'excès d'eau (3) ; - le broyage de la partie solide (si nécessaire) (4) t - le compactage par vis tournantes adaptées t - ltextrunion, par filière plate, d'une pSte (5) t - la découpe avant/après cuisson d'une telle pâte (7) ; - la cuisson à l'aide de micro-ondes, d'infra-rouge et gaz ; (6) ; - l'ajout en ligne d'additifs ;; - le conditionnement ; (8). 2. Procédé de fabrication selon la revendication , caracté risé par une combinaison des opérations de filtration et lavage (3) ; 3. Procédé de fabrication selon les revendications i et 2, caractérisé par une exécution consécutive des opérations de compactage par vis tournantes et d'extrusion par filière plate sans étape intermédiaire (5) , 4. Procédé de fabrication selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par une cuisson faite à deux types d'énergie, c'est-à-dire par convection et par irradiation (6) , 5.Ligne pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel conque des revendications 1,2,3 et 4, caractérisée en ce qu'elle comporte les postes suivants : - un récipient de cuisson au moins (1) - une pompe de transfert (2) - un filtre (3) - un broyeur (4) - une extrudeuse munie d'une filière plate (5) - un four de cuisson (6) - une découpeuse (7) - un conditionnement (8) 6. Ligne pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendi cation 5, caractérisée par un filtre vibrant rotatif (3) en tamis-INOX, ou autre métal assurant l'alimentarité, pour combinaison des opérations de filtration et lavage. 7. Ligne pour la mise en oeuvre du procède selon la revendi cation 6, caractérisée par l'emploi d'une extrudeuse, avec une ou plusieurs visses et munie d'une filière plate (5) capable d'extruder une bande continue de pate A épaisseurs et vitesses règlables. 8. Ligne pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica tion 7, caractérisée par un four de cuisson (6) employant deux types d'énergie, b savoir la combustion d'un mélange gaz/air et le rayonnement par micro-ondes et infra-rouge.