Brevet FR2729330A1 — publié le 19960719

Extrudeuse pour mettre des matières sucrées molles en forme de boudin La présente invention concerne une extrudeuse qui, des- tinée à mettre des matières sucrées molles en forme de bou- din, comprend au moins une chambre à vis sans fin, au moins un appareil d'amenée à la chambre à vis sans fin, au moins un appareil de sortie de la chambre à vis sans fin, au moins une vis sans fin dont les filets de vis transportent la matière sucrée molle de l'appareil d'amenée à l'appareil de sortie, et un mécanisme d'entraînement de la vis sans fin. Pour pouvoir mettre en oeuvre des matières sucrées de façon à obtenir des produits finis, comme par exemple des bonbons ou de la gomme à mâcher, il est nécessaire de com- primer la matière sous la forme d'un boudin. Ceci est obtenu jusqu'à présent en mettant les matières sucrées en oeuvre au moyen d'extrudeuses traditionnelles. Dans ce cas la matière à extruder est le plus souvent introduite, en l'absence de pression, à travers une trémie d'alimentation dans la cham- bre à vis sans fin, puis transportée, par les vis sans fin tournantes de l'extrudeuse, dans l'enveloppe de la vis sans fin et ainsi comprimée de façon à produire une pression qui est propre à expulser la matière à la vitesse désirée hors des filières profilées montées dans la tête d'extrudeuse. Les matières sucrées à mettre en oeuvre, qui présentent normalement une masse volumique de 1,4 kg/dm3, sont aérées, avant d'être introduites dans l'extrudeuse, de telle manière que leur masse volumique se trouve ramenée à un niveau compris entre 0,4 et 1,2 kg/dm3. Cette matière, qui après l'aération présente le plus souvent encore une température de 80 à 120 C, peut, avant d'être mise en oeuvre dans l'ex- trudeuse, soit être refroidie à une température comprise en- tre 40 et 60 C sur des tables de refroidissement, des tam- bours de refroidissement ou des courroies de refroidisse- ment, soit être directement introduite dans l'extrudeuse, 2 2729330 après l'aération, à une température de 80 à 120 C et être refroidie durant le processus d'extrusion. Le premier procédé cité a pour inconvénient, d'une part, qu'il comprend une phase de travail additionnelle et, d'autre part, que la matière est exposée à l'atmosphère à oxygène de l'air de sorte qu'une partie considérable de l'air précédemment introduit dans la matière sucrée peut s'en échapper. En outre, la matière refroidie est, au moment d'être introduite dans l'extrudeuse, déjà rigide à tel point qu'elle ne peut être extrudée que très difficilement, et lors de l'extrusion il s'échappe encore une autre partie d'air par suite de la compression de la matière, de sorte qu'à la suite de ce procédé la masse volumique des boudins extrudés est supérieure à 1,18 kg/dm3. Dans le cas du second procédé la matière peut certes être amenée à l'extrudeuse dans un système fermé mais, au- dessous de la trémie d'alimentation disposée au-dessus de la vis sans fin, la matière est pétrie de telle manière que l'air peut se séparer dans des poches d'air qui sont transportées avec la matière en direction de la filière d'extrudeuse et éclatent après la sortie de la matière de l'extrudeuse. Ce procédé ne permet pas non plus d'obtenir une masse volumique des boudins extrudés qui soit inférieure à 1,15 kg/dm3. Des extrudeuses de la technique antérieure comportent une chambre à vis sans fin, une ou plusieurs vis sans fin montées dans cette dernière, une trémie d'alimentation placée sur la chambre à vis sans fin et qui, dans la région de la vis sans fin, débouche dans la chambre à vis sans fin, ainsi qu'une ouverture de sortie disposée devant l'extrémité libre de la vis sans fin et munie d'une filière. Un disque de retenue ferme la vis sans fin à l'autre extrémité de celle-ci. Les vis sans fin sont entraînées par un moteur qui agit sur un arbre sur lequel est montée la vis sans fin. La matière à mettre en oeuvre est amenée à l'extrudeuse au- 3 2729330 dessus de la trémie d'alimentation et est transportée par la vis sans fin en direction de l'ouverture de sortie disposée devant l'extrémité libre de la vis sans fin. A l'intérieur de la chambre à vis sans fin il s'établit ainsi, entre l'ou- verture de sortie et le disque de retenue, une pression croissante qui a pour effet d'expulser des boudins de ma- tière hors de la filière. La pression croissante a cependant également pour conséquence que l'air introduit dans la mati- ère peut se séparer dans des poches d'air et s'échapper, par l'intermédiaire soit de la trémie, soit de la filière con- jointement avec la matière, de sorte que le boudin de matiè- re expulsé de la filière présente une masse volumique supé- rieure à 1,15 kg/dm3. Grâce à la Demande de brevet allemand mise à l'in- spection publique n 2461543 il est connu un dispositif pour décristalliser des matières à base de sucre en vue de la fa- brication de confiseries et de sucreries. Il s'agit là d'une extrudeuse double synchrone avec des vis sans fin s'engre- nant mutuellement, laquelle ne convient cependant pas pour la fabrication de boudins présentant une faible masse volu- mique. La présente invention a pour but de créer une extrudeu- se du genre mentionné plus haut qui permette de fabriquer, par un processus de mise en oeuvre en boucle fermée, à par- tir d'une matière à base de sucre des boudins présentant une masse volumique de 0,8 à 1,2 kg/dm3 et une température de sortie de 40 à 60 C. Ce but est atteint, pour une extrudeuse qui, destinée à mettre des matières sucrées molles en forme de boudins, comporte: au moins une chambre à vis sans fin, au moins un appareil d'amenée à la chambre à vis sans fin, au moins un appareil de sortie de la chambre à vis sans fin, 4 2729330 au moins une vis sans fin dont les filets de vis transportent les matières sucrées molles de l'appareil d'amenée à l'appareil de sortie, et au moins un mécanisme d'entraînement de la vis sans fin, selon l'invention par le fait que - l'appareil d'amenée se trouve en regard de l'extrémité d'alimentation de la vis sans fin, - l'appareil de sortie est monté dans la région de ladite chambre o se trouve la vis sans fin, - la vis sans fin comporte une première partie et une seconde partie de vis sans fin, les filets de vis desquelles sont respectivement enroulés en sens contraire l'un de l'autre, et - le plan de joint de la première partie et de la seconde partie de la vis sans fin se trouve dans la région de l'appareil de sortie. Du fait que la disposition de l'appareil d'amenée et celle de l'appareil de sortie sur l'extrudeuse sont inter- verties par rapport à la technique antérieure, la vis sans fin entre pratiquement sans effort, en tournant, dans la ma- tière sucrée molle amenée à l'extrudeuse et transporte cel- le-ci vers l'ouverture de sortie. La matière sucrée précé- demment aérée est ainsi introduite, en passant par l'appa- reil d'amenée, dans l'ouverture d'amenée et tirée par la vis sans fin dans la chambre à vis sans fin, de telle sorte qu'aucun air ne puisse s'échapper et qu'il ne puisse pas non plus s'établir à l'intérieur de l'extrudeuse une pression suffisante pour expulser l'air introduit dans la matière. Afin que l'extrudeuse puisse être utilisée universel- lement l'appareil de sortie est prévu, dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, en tant que pièce de raccordement remplaçable qui, en direction du mécanisme d'entraînement de la vis sans fin, se trouve sous un angle compris entre 30 et 90 par rapport à l'axe longitudinal de la vis sans fin. 2729330 Dans une forme de réalisation préférée de l'invention le plan de joint entre la première partie et la seconde partie de la vis sans fin se trouve en regard de l'appareil de sortie, ce qui permet par exemple d'amener des matières sucrées molles à partir des deux extrémités de la vis sans fin. Pour favoriser l'homogénéisation de la matière à mettre en oeuvre il est avantageusement prévu que les filets de la première et/ou de la seconde parties de la vis sans fin présentent différents pas adaptés au processus. Le fait que les parties de la vis sans fin soient fixées de manière amovible à un arbre de la vis sans fin facilite avantageusement le remplacement des parties de vis sans fin en cas de changement du déroulement du processus dans l'extrudeuse. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention l'extrudeuse fait partie d'un système clos destiné à la fa- brication et à la mise en oeuvre de matières sucrées molles. Dans une telle installation il est avantageusement prévu que l'appareil d'alimentation soit une tuyauterie qui par exem- ple, s'étendant à partir de l'appareil d'aération de l'in- stallation, débouche dans l'extrudeuse. Pour éviter que des matières sucrées molles ne s'accumulent au niveau de la transition entre la tuyauterie et l'extrudeuse, la tuyauterie présente avantageusement la même largeur libre que celle de la chambre à vis sans fin au niveau du raccord à brides. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention il est prévu que l'appareil de sortie présente au moins une filière à boudin, afin de mettre les matières sucrées molles sous la forme d'un boudin susceptible d'être mis en oeuvre. 6 =2729330 Pour que la matière sucrée molle amenée, à une tempé- rature de 80 à 120 C, à l'extrudeuse puisse être refroidie au cours du processus d'extrusion à une température de sor- tie de 40 à 60 C, l'extrudeuse comporte, dans une forme de réalisation avantageuse, des appareils de refroidissement destinés à refroidir la matière sucrée molle et qui peuvent être disposés par exemple sur les parois de la chambre de la vis sans fin et/ou à l'intérieur de la vis sans fin. L'invention est décrite plus en détail ci-après à l'aide des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente de façon simplifiée, en coupe longitudinale, une extrudeuse; la figure 2 représente de façon simplifiée, en coupe longitudinale, un mécanisme d'entraînement de vis sans fin; la figure 3 représente de façon simplifiée, en coupe longitudinale, deux extrudeuses montées en série; la figure 4 représente de façon simplifiée, en vue de dessus, deux extrudeuses montées en parallèle; la figure 5 représente de façon simplifiée, en coupe longitudinale, une extrudeuse avec deux vis sans fin juxta- posées qui sont montées dans une même enveloppe de vis sans fin. La figure 1 montre une forme de réalisation de l'ex- trudeuse de l'invention. Cette extrudeuse se distingue par le fait que, à la différence des dispositifs traditionnels, l'ouverture d'amenée 1 pour l'introduction, par exemple, de la matière sucrée aérée à partir de l'appareil d'amenée 2, réalisée sous la forme d'une tuyauterie, dans la chambre à vis sans fin 3 soit disposée en regard de l'extrémité libre 4 de la vis sans fin. La tuyauterie présente sensiblement la même section que celle de l'ouverture d'amenée 1. Dans le 7 2729330 présent exemple de réalisation la vis sans fin 5, disposée dans la chambre à vis sans fin 3, est filetée à droite et est amenée à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre pour transporter la matière sucrée de l'ouverture d'amenée 1 à l'ouverture de sortie 6. Pour une vis sans fin filetée à gauche la rotation s'effectue en conséquence dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. En cas d'utilisation du même pas de vis dans l'extrudeuse selon l'invention la vis sans fin est donc amenée à tourner précisément dans le sens opposé à celui d'extrudeuses traditionnelles (voir par exemple B.E. Harms, Kautschukextruder, Editeur Kraupskopf, Mayence 1974). L'ouverture de sortie 6 destinée à évacuer la matière mise en oeuvre dans la chambre à vis sans fin 3 est disposée du côté inférieur de la chambre à vis sans fin 3 dans la région 7 de la vis sans fin. Dans l'exemple de réa- lisation représenté l'appareil de sortie 8 faisant suite à l'ouverture de sortie 6 est disposé sous un angle de 90 par rapport à l'axe longitudinal 9 de la vis sans fin et va en se rétrécissant de l'ouverture de sortie 6 en direction des filières à boudin 10. Il peut cependant également être prévu de réaliser l'appareil de sortie 8 sous la forme d'une pièce de raccordement qui s'étend, en direction du mécanisme d'en- traînement de vis sans fin, sous un angle (a), compris entre et 90 , par rapport à l'axe longitudinal 9 de la vis sans fin. La vis sans fin 5 est elle-même réalisée en deux parties et présente une première partie 11 et une seconde partie 12 dont les filets de vis sans fin 13 et 14 sont enroulés en sens opposé l'un à l'autre. Dans l'exemple de réalisation la première partie 11 de la vis sans fin, s'étendant à partir de l'ouverture d'amenée 1, est filetée à droite et la seconde partie 12 est filetée à gauche. Le plan de joint 15 des première et seconde parties 11 et 12 de la vis sans fin se trouve dans la région de l'appareil de sor- tie 8. Grâce à la forme de réalisation et à la disposition de la vis sans fin 5 la matière transportée de l'ouverture d'amenée 1 est dirigée vers l'appareil de sortie 8 et un transport de la matière au-delà de l'ouverture de sortie 6 en direction du mécanisme d'entraînement de la vis sans fin 8 2729330 est empêché. Le fait que les matières sucrées se dilatent après avoir quitté la filière à boudin 10 empêche l'air introduit dans la matière, avant l'introduction de celle-ci dans l'extrudeuse, d'être expulsé de sorte que des boudins de matière présentant une très faible masse volumique, jusqu'à présent non encore atteinte, de 0,8 à 1,2 kg/dm3, quittent les filières à boudin 10. Sur la figure 2 est représenté à titre d'exemple le mécanisme d'entraînement de l'extrudeuse de l'invention. La vis sans fin 5 montée à l'intérieur de la chambre à vis sans fin 3 est fixée de manière amovible sur un arbre de vis sans fin 16 qui est entraîné par un moteur d'entraînement 17. La chambre à vis sans fin 3 est séparée de l'espace de fonctionnement 18 moteur par une paroi 19 qui présente une ouverture 20 à travers laquelle l'arbre de vis sans fin 16 est guidé dans l'espace de fonctionnement 18 du moteur. Dans l'extrudeuse de l'invention l'embrayage 21, qui relie l'ar- bre de vis sans fin 16 au moteur d'entraînement 17, est disposé derrière la paroi 19. Dans un développement avantageux de l'invention il peut être prévu que les filets 13 et 14 des parties de vis sans fin 11, 12 présentent des hauteurs variant en continu. Ceci favorise de façon connue une homogénéisation de la matière. Le fait que la vis sans fin 5 de l'extrudeuse soit réalisée de façon à comporter une première partie et une seconde partie de vis sans fin 11 et 12, qui présentent des filets de vis enroulés en sens opposé l'un à l'autre, permet également la construction d'extrudeuses multiples ou de dis- positifs d'extrusion multiples, comme représenté à titre d'exemple sur la figure 3. De telles extrudeuses multiples ou co-extrudeuses permettent, par l'amenée de matière tant de l'extrémité gauche 22 que de l'extrémité droite 23 de l'extrudeuse, de mélanger deux boudins, formés de matières différentes, dans la région de l'appareil de sortie 8 et de les expulser ensemble des filières à boudin 10. Ceci est en particulier avantageux dans la fabrication par exemple de bonbons qui présentent un noyau formé d'une première matière et un enrobage formé d'une seconde matière. L'amenée des matières s'effectue, comme pour le premier exemple de réa- lisation, par des conduits qui comportent un premier tronçon 24 s'étendant perpendiculairement et un second tronçon 25 s'étendant coaxialement à l'arbre de vis sans fin 16, et présentent sensiblement la même section que celle des ouvertures d'amenée i aux chambres à vis sans fin 3. Grâce à la disposition des vis sans fin sur un arbre à vis sans fin 16, lequel est entraîné par un moteur commun 17, il est possible de monter en série plusieurs chambres à vis sans fin 3 selon l'invention. Au lieu de monter plusieurs chambres à vis sans fin 3 en série il est également concevable de monter des chambres à vis sans fin 3, comme représenté sur la figure 4, en parallèle et de les munir d'un appareil d'amenée commun 2. Dans l'autre forme de réalisation, représentée sur la figure 5, les vis sans fin 5 montées en parallèle sont juxtaposées dans la même chambre à vis sans fin 3. Pour que la matière qui est amenée à l'extrudeuse de l'invention à une température de 80 à 120 C, soit refroidie de façon à présenter une température de 45 à 60 C au niveau des filières à boudin 10, afin de rendre les boudins sor- tants stables quant à leur forme et de dissiper la chaleur produite au cours du déroulement du processus dans la cham- bre à vis sans fin 3, il peut être prévu, dans toutes les extrudeuses de l'invention, des appareils de refroidissement 26 sur les parois extérieures de la chambre à vis sans fin 3. Une autre amélioration du refroidissement est obtenue si l'arbre à vis sans fin 16 est réalisé sous la forme d'un arbre creux à l'intérieur duquel s'étendent des serpentins de refroidissement 27. L'extrudeuse de l'invention permet pour la première fois de fabriquer des boudins de matière sucrée molle qui présentent une masse volumique de 0,4 à 1,2 kg/dm3 et une température de sortie de 45 à 60 C. il REVENDICATIONS 1. Extrudeuse qui, destinée à mettre des matières su- crées molles en forme de boudin, comprend: - au moins une chambre à vis sans fin, - au moins un appareil d'amenée à la chambre à vis sans fin, au moins un appareil de sortie de la chambre à vis sans fin, - au moins une vis sans fin dont les filets transportent les matières sucrées molles de l'appareil d'amenée à l'appa- reil de sortie, et - au moins un mécanisme d'entraînement de la vis sans fin, caractérisée en ce que: - l'appareil d'amenée (2) se trouve en regard de l'extrémité (4) de la vis sans fin, - l'appareil de sortie (8) est monté dans la région (7) de la chambre à vis sans fin (3), - la vis sans fin (5) comporte une première partie (11) et une seconde partie (12) dont les filets de vis sans fin respectifs (13 et 14) sont enroulés en sens opposé l'un à l'autre, et - le plan de joint (15) de la première partie (11) et de la seconde partie (12) de la vis sans fin se trouve dans la région de l'appareil de sortie (8). 2. Extrudeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil de sortie (8) est réalisé sous la forme d'une pièce de raccordement qui s'étend, en direction du mécanisme d'entraînement de la vis sans fin, sous un angle (a) compris entre 30 et 90 par rapport à l'axe longitudinal (9) de la vis sans fin. 3. Extrudeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le plan de joint (15) entre la première partie (11) et la seconde partie (12) de la vis sans fin se trouve en regard de l'appareil de sortie (8). 4. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les filets (13) de la première partie (11) de la vis sans fin présentent diffé- rentes hauteurs. 5. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les filets (14) de la seconde partie (12) de la vis sans fin présentent diffé- rentes hauteurs. 6. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la vis sans fin (5) présente un arbre de vis sans fin (16) sur lequel la première partie (11) et la seconde partie (12) de la vis sans fin sont fixées de manière amovible. 7. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'appareil d'amenée (2) est une tuyauterie. 8. Extrudeuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que la tuyauterie présente la même largeur libre que cel- le de la chambre à vis sans fin (3). 9. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'appareil de sortie (8) comporte au moins une filière à boudin (10). 10. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu des appa- reils de refroidissement (26) pour refroidir la matière su- crée molle. 11. Extrudeuse selon la revendication 10, caractérisée en ce que des appareils de refroidissement (26) sont montés sur les parois de la chambre à vis sans fin (3). 13 2729330 12. Extrudeuse selon la revendication 10 ou 11, caracté- risée en ce que des appareils de refroidissement (26) sont prévus à l'intérieur de la vis sans fin (5).