Brevet FR2751849A1 — publié le 19980206

L'invention concerne l'enrobage de produits alimentaires ou pharmaceutiques tels que amandes, granulés, comprimés, par un revêtement, liquide ou pulvérulent. Traditionnellement, l'enrobage s'effectue en disposant un lot de produits, par exemple de comprimés, dans une machine composée d'une cuve rotative à axe horizontal dotée de pales internes, sensiblement radiales, et en entraînant cette cuve en rotation à une vitesse de l'ordre de trois à dix tours par minute, en même temps qu'une rampe, avec plusieurs buses, pulvérise le produit d'enrobage à l'état liquide et qu'un circuit d'air chaud traverse la paroi de la cuve pour former un lit fluide traversant la masse des produits ou des comprimés, les espaçant et les portant à une température favorisant leur enrobage et leur séchage. Pour permettre la circulation d'air chaud, il est d'usage de perforer la paroi de la cuve. Cette perforation présente l'inconvénient de compliquer le nettoyage de la cuve, qui s'effectue en général après enrobage de deux ou trois lots ou après chaque changement de type de lots, mais aussi de limiter l'utilisation de la cuve à l'enrobage de produits ayant une dimension supérieure à celle des perforations. En d'autres termes, ces perforations excluent tout enrobage de granules ayant une dimension diamétrale inférieure à 4 mm, de même que tout enrobage par de la poudre. Un autre inconvénient de cette technique est inhérent à l'hétérogénéité des flux des produits pendant l'enrobage. En effet, lors de la rotation de la cuve, les produits à enrober, et par exemple des comprimés, roulent sur eux-mêmes en décrivant des trajectoires en boucles fermées d'autant plus longues qu'ils sont près de la surface du lot ou de la paroi de la cuve. Ainsi, les comprimés disposés au milieu du lot décrivent des trajectoires plus courtes et ne changent presque pas de trajectoire. Il en résulte qu'ils viennent moins fréquemment à la surface du lot, sous la rampe de pulvérisation de l'enrobage et que leur enrobage s'effectue, en partie, par prélèvement de l'enrobage des comprimés des couches qui leur sont extérieures. La présence de pales ou d'auges améliore faiblement le transfert des comprimés entre les différents flux ou trajectoires. Pour cette raison, l'enrobage des comprimés ou produits disposés à l'intérieur de la masse du lot est plus long que celui des comprimés des couches externes. Cela a pour conséquence d'augmenter la durée du traitement et de réduire la productivité générale de l'installation. A cela, il faut ajouter que cette hétérogénéité des flux de produits entraîne aussi des différences d'aspect et de qualité nécessitant une intervention humaine pour ajuster la durée du traitement en fonction de la qualité recherchée. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en fournissant une installation polyvalente, pouvant assurer l'enrobage de produits divers, quelles que soient leurs dimensions, au moyen d'un enrobage liquide ou pulvérulent, tout en améliorant la productivité et la qualité, et pouvant fonctionner en continu et de manière automatique, donc sans contrôle humain. A cet effet, dans l'installation selon l'invention, la cuve, de forme générale bitronconique à cônes inversés, présente une paroi intérieure lisse et est en contact d'étanchéité par son bord postérieur avec un disque central fixe, ce disque étant traversé, en partie supérieure, par une ouverture raccordée à l'une des branches du circuit d'air chaud, et en partie inférieure, par au moins une ouverture pour le passage d'au moins un organe mélangeur rotatif, cet organe, disposé dans la partie de la cuve recevant la plus grande épaisseur des produits à traiter, étant relié à des moyens disposés dans un caisson étanche qui, fixé contre le dos du disque central, est relié à l'autre branche du circuit d'air chaud. Ainsi, la cuve est débarrassée de toute pale et autres moyens favorisant le brassage des produits à enrober, mais gênant le nettoyage, puisque ce brassage est effectué par un ou plusieurs organes mélangeurs disposés dans la masse de produits à traiter, et générant, par leur rotation, des flux de déplacement qui chassent les comprimés disposés à l'intérieur de la masse sur la périphérie de celle-ci. Par ailleurs, les deux branches du circuit d'air chaud, qu'il s'agisse de la branche d'entrée ou de la branche de sortie, traversent le disque central fixe, ce qui débarrasse la cuve de toutes les contraintes inhérentes à ces circuits. La branche aboutissant au caisson communique avec l'organe mélangeur qui forme ainsi une sorte de manche à air travaillant en soufflant ou en aspirant, selon les besoins du traitement ou de la nature du produit à traiter. Dans une forme préférée d'exécution de l'invention, chacun des organes mélangeurs est relié à des moyens aptes à le déplacer, en translation et dans les deux sens, entre une position rétractée, dans laquelle il est à l'intérieur du caisson, et une position de travail dans laquelle il est hors du caisson et fait saillie à l'intérieur de la cuve dans la zone d'accumulation des produits à enrober. Cet agencement permet de simplifier le nettoyage de la cuve en la débarrassant de toute pièce pouvant gêner la trajectoire des moyens de nettoyage automatiques. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette installation. Figure 1 en est une vue de côté en coupe longitudinale, Figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de figure 1, Figure 3 est une vue, par l'arrière, suivant la flèche III de figure 1, Figure 4 est une vue partielle, de côté, en coupe longitudinale, montrant, à échelle agrandie, les moyens d'entraînement en translation et en rotation des organes mélangeurs. Dans ce dessin, la référence numérique 2 désigne, de manière générale, la cuve de l'installation qui, comme montré à la figure 1, a une forme bitronconique à cônes inversés, c'est à dire est composée, en allant de l'avant vers l'arrière, d'une virole d'entrée cylindrique 3, d'une paroi antérieure tronconique 4, dont les génératrices convergent vers l'avant, et d'une paroi tronconique postérieure 5 dont les génératrices convergent vers l'arrière. L'angle au sommet formé par les génératrices de la paroi antérieure 4 est compris entre 120 et 160 , et est ici de l'ordre de 140 ", tandis que l'angle au sommet formé par les génératrices de la paroi postérieure 5 est compris entre 10 et 20 ", et est ici de l'ordre de 15 ". La paroi intérieure de la cuve 2 est lisse et débarassée de toute saillie. La virole cylindrique 3 constituant bouche d'entrée pour les produits à enrober et trou d'homme, est solidaire d'un anneau 6 qui est monté libre en rotation dans un palier à roulements 7 d'un bâti 8. Le bord libre postérieur de la paroi postérieure 5 de la cuve est solidaire d'une collerette radiale 9 qui est guidée en rotation par des rouleaux 10 portés par le bâti 8 précité. Cette collerette 9 vient en contact d'étanchéité, au moyen d'un joint approprié 12, montré figure 4, avec une portée tronconique 13 ménagée sur la périphérie d'un disque central 14 porté par le châssis 8. La face interne de ce disque est lisse et sans aspérité. La cuve 2 est reliée par une transmission de mouvements, non représentée, à des moyens moteurs aptes à l'entraîner en rotation, à vitesse variable, de l'ordre de 3 à 10 tours/minutes sous le contrôle d'une armoire de commande avec automate, non représentée. La cuve 2 est associée à trois organes mélangeurs 15 saillant vers l'avant à partir de la paroi arrière 14 et disposés, comme montré à la figure 2, dans la zone de la cuve 2 qui, lors de la rotation de cette cuve, contient la plus grande épaisseur de produits à enrober. La figure 2 montre, par le trait mixte N, le niveau supérieur des produits à enrober lorsque la cuve tourne. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 1, chaque organe mélangeur 15 s'étend longitudinalement jusqu'au plan diamétral D contenant le plus grand diamètre de la cuve, mais il est évident qu'il peut aller plus en avant et venir jusqu'à proximité de la paroi tronconique antérieure 4. Chaque organe mélangeur 15 comporte une paroi périphérique 1 1 (figure 4) poreuse à l'air. Selon la nature des produits à enrober et les conditions d'enrobage, cette paroi est constituée par une tôle métallique perforée ou par une nappe textile supportée par une armature interne. La figure 2 montre, qu'en section transversale, chaque organe mélangeur 15 comporte des pales lobées formant une croix à quatre branches, mais il est précisé que le nombre de chaque branche des croix, de même que la profondeur de l'intervalle entre branches, dépend des conditions de traitement et peut varier, sans sortir du cadre de l'invention. Chaque organe mélangeur 15, traversant le disque central 14 par une ouverture 19, est solidaire d'un embout 17 par lequel il est monté de manière démontable, à l'extrémité antérieure 18 d'une cage 20. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 4, l'embout 17 est muni d'un tenon en queue d'aronde s'engageant dans une glissière de section complémentaire ménagée dans la pièce 18, mais il est évident que tout autre moyen de liaison équivalent peut être utilisé. La cage 20 est montée libre en rotation, par des coussinets 22 ou des roulements, dans un châssis 23 commun aux différents organes 15. Ce châssis est monté libre en translation sur des glissières longitudinales 24, portées par un caisson 25. Ce caisson est fixé en saillie sur la partie postérieure du disque central 14 et, comme montré à la figure 3, enveloppe les moyens de déplacement en translation des organes mélangeurs 15 qu'il peut contenir lorsqu'ils sont rétractés. Le châssis 23 est solidaire d'au moins un écrou 26 traversé par une tige filetée 27, montée libre en rotation mais calée en rotation dans un palier 28 du bâti 8. Cette tige filetée, qui s'étend longitudinalement dans le caisson, est reliée, par son extrémité dépassant du palier 28 et par une transmission de mouvements par poulies crantées 29 et courroie crantée 30, à l'arbre de sortie d'un moteur électrique 32 porté par le châssis 8. La figure 4 montre que chaque ouverture 19 ménagée dans le disque central 14 pour un organe mélangeur 15, peut être occultée de manière étanche, lorsque cet organe est en position escamotée dans le caisson 25, par une portée conique 34 ménagée à l'extrémité libre de chaque organe 15 et venant en contact avec un joint 35 bordant dans l'ouverture 19 correspondante. L'entraînement en rotation de chaque cage 20 est assuré par l'intermédiaire d'un moyeu 36 lié à la cage, par exemple par des bras 36a. Ce moyeu est monté coulissant sur un arbre 37 qui, de section polygonale, coopère avec son alésage de section complémentaire pour assurer son calage en rotation. L'arbre 37 est monté libre en rotation dans un palier 38 du bâti 8 et est relié par une transmission par poulies crantées 39 et courroie crantée 40 à l'arbre de sortie d'un moteur électrique 42, ce moteur de type BRUSLESS est commun aux trois organes mélangeurs qu'il peut donc entraîner avec des vitesses variables, et voire même par à coups ou inversements de sens rapides pour générer des vibrations sous le contrôle de l'armoire de commande. Avec cet agencement, avant déversement des produits à enrober dans la cuve 2 jusqu'au niveau R à la figure 1, les organe mélangeurs 15 sont amenés dans la cuve par déplacement du châssis 20 au moyen de la tige filetée 27. On notera que, si ces organes 15 n'ont pas le profil ou la structure qu'il convient, ils peuvent être aisément remplacés à partir de la bouche d'entrée 3. Après déversement des produits à enrober et mise en rotation de la cuve 2, chacun des organes 15 est entraîné en rotation par le moteur électrique commun 42 et par l'intermédiaire de la transmission de mouvements 39, 40, transmission qui, comme montré à la figure 3, comporte des poulies de renvoi intermédiaires 39a communiquant à chacun des organes 15 un sens de rotation inverse de celui de son voisin, comme représenté par les flèches 41. En raison de leur disposition au milieu de la masse de produits à enrober et de leur rotation, dont la vitesse et le sens peut varier pendant la phase d'enrobage, les organes mélangeurs 15 tendent à chasser les produits disposés au centre de la masse vers un niveau supérieur ou contre la paroi inférieure de la cuve 2, c'est à dire tendent à brasser les produits de manière qu'aucun d'eux ne stagne au centre de la masse, ce qui permet d'homogénéiser les flux de circulation de ces produits dans la masse, d'accélérer l'enrobage, de réduire le temps de fabrication, tout en améliorant la qualité de cet enrobage. De plus, les organes 15 augmentent de deux à trois foix la surface d'échange avec le flux d'air chaud favorisant le maintien en température et l'enrobage. Par ailleurs, grâce au recours à une cuve à paroi lisse, l'enrobage est facilité et une meilleure brillance peut être obtenue. Pour modifier la position des organes 15 dans la masse de produits à enrober, le disque 14 est lié au bâti 8 par des moyens permettant de modifier sa position angulaire et celle du châssis 25. Après vidange de la cuve 2 et en vue du nettoyage, le châssis 23 est déplacé en sens inverse pour assurer la rétraction des organes 15 et leur retour en position escamotée dans le caisson 25. La figure 3 montre que le caisson 25 est raccordé à l'une des branches A du circuit d'air chaud dont l'autre branche B débouche dans la cuve 2 par une ouverture 50 ménagée à la partie supérieure du disque central 14. Cet aménagement permet de débarrasser la cuve de toute sujetion et contrainte relatives à ce circuit d'air et, selon les besoins, d'utiliser, comme bouche d'entrée, la branche A ou la branche B, sans qu'il y ait lieu de modifier mécaniquement et structurellement l'installation. On notera que, dans les deux cas, les organes mélangeurs 15 forment manche à air, travaillant en soufflage ou en aspiration, en communiquant, par la cage 20, avec l'intérieur du caisson 25. La figure 1 montre que le disque 14 comporte également une ouverture axiale 52 pour le passage de la canne télescopique 53 des moyens 54 de pulvérisation du fluide d'enrobage et une ouverture 55 pour le passage des éléments télescopiques 56 des moyens 57 de nettoyage automatique de cette cuve. Le châssis des moyens 54 et celui des moyens 57 sont fixés sur la partie postérieure du disque central 14 et l'extrémité libre des moyens télescopiques 53 ou 56 est munie de moyens d'étanchéité, par exemple d'une portée tronconique 53a, 56a, apte à venir en contact avec une portée complémentaire entourant le bord de l'ouverture correspondante 52 ou 55. Les moyens de pulvérisation du fluide d'enrobage sont bien connus de l'Homme de l'Art et n'ont pas à être décrits ici. Les moyens de nettoyage 57 peuvent présenter différentes formes, et en particulier, être similaires à ceux décrits dans la demande de brevet français ne .. ....au nom de la déposante. L'évacuation des produits enrobés peut s'effectuer de manière traditionnelle, par la bouche d'entrée 3, mais, de préférence, elle s'effectue par l'intermédiaire d'une ouverture 60 ménagée dans la paroi antérieure tronconique de la cuve 2 et obturée par un volet 62 à commande automatique, non représentée. Dans cette forme d'exécution de la cuve 2, l'automate de l'armoire de commande comporte des moyens permettant, en fin d'enrobage, d'arrêter la cuve avec l'ouverture 60 et le volet 62 disposés à son point le plus bas. Ainsi, en fin d'enrobage, il suffit de commander l'ouverture du volet 62 pour permettre le déversement des produits enrobés sur un convoyeur 63 ou sur tout autre moyen transportant ces produits dans un récipient. Durant ce déversement, les organes mélangeurs 15 sont entraînés en rotation pour favoriser l'évacuation des produits enrobés. Bien entendu, après la fin de la vidange de la cuve, le volet 62 est refermé et il peut être procédé à une nouvelle opération d'enrobage. Une telle installation peut, sans aucune modification, enrober successivement des produits de dimensions diverses, allant du comprimé de 10 mm à la micro granule de 1 mm, et cela avec un enrobage liquide ou pulvérulent. En complément des avantages apportés sur la qualité et l'augmentation de la productivité et la facilité de nettoyage, cette installation peut être entièrement automatisée, tant en ce qui concerne le remplissage de la cuve, l'enrobage des produits, la gestion de l'enrobage et du courant d'air chaud, la vidange, mais aussi le nettoyage après un certain nombre de cycles. Une telle automatisation permet, non seulement, de réduire le temps de main d'oeuvre affecté à chaque cycle, mais également de multiplier par trois ou cinq la productivité d'une telle installation par rapport aux installations actuelles, et, surtout, en intégrant le nettoyage automatique à chaque changement de types de produits ou d'enrobage, de supprimer tous les risques de contamination croisée. REVENDICATIONS 1. Installation pour l'enrobage de produits alimentaires ou pharmaceutiques comprenant une cuve (2), avec une bouche axiale (3) d'entrée des produits, des moyens d'entraînement en rotation de la cuve (2), par rapport à un bâti (8), des moyens de pulvérisation (53) du revêtement sur la masse de produits disposés dans la partie inférieure de la cuve (2), un circuit d'air chaud traversant la masse de produits et une armoire de régulation, caractérisée en ce que la cuve (2), de forme générale bitronconique à cônes inversés (4, 5), présente une paroi intérieure lisse et est en contact d'étanchéité par son bord postérieur avec un disque central fixe (14), ce disque étant traversé, en partie supérieure, par une ouverture (50) raccordée à l'une des branches (B) du circuit d'air chaud, et en partie inférieure, par au moins une ouverture pour le passage d'au moins un organe mélangeur rotatif (15), cet organe, disposé dans la partie de la cuve (2) recevant la plus grande épaisseur des produits à traiter, étant relié à des moyens d'entraînement (36, 37) disposés dans un caisson étanche (25) qui, fixé contre le dos du disque central (14), est relié à l'autre branche (A) du circuit d'air chaud. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des organes mélangeurs (15) est relié à des moyens (20, 26, 27) aptes à le déplacer, en translation et dans les deux sens, entre une position rétractée, dans laquelle il est à l'intérieur du caisson (25), et une position de travail dans laquelle il est hors du caisson et fait saillie à l'intérieur de la cuve (2), dans la zone d'accumulation des produits à enrober. 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les organes mélangeurs (15) sont au nombre de trois et sont chacun montés, de manière démontable, à l'extrémité antérieure d'une cage rotative (20), elle-même montée libre en rotation dans un châssis (23), ce châssis, commun aux trois organes (15), étant guidé en translation longitudinale par des glissières (24) du caisson commun (25) et solidaire d'au moins un écrou (26) coopérant avec une vis longitudinale (27) d'entraînement, liée à des moyens moteurs (32) aptes à l'entraîner en rotation. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cage (20) de chaque organe mélangeur (15) est solidaire d'un moyeu (36), lié en rotation à un arbre (37) sur lequel il est monté coulissant, ledit arbre (37) étant monté libre en rotation dans un palier (38) du bâti (8) et étant relié à un moteur électrique (42), commun à tous les organes (15), par une transmission de mouvements par pignons crantés (39) et courroie crantée (40) alternant les sens de rotation de ces organes. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe mélangeur (15) est en forme de manchon tubulaire alternant en surface des nervures et des rainures longitudinales externes et comporte une paroi périphérique (11) perméable à l'air du circuit d'air chaud de sections géométriques diverses. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe mélangeur (15) comporte, à son extrémité libre, une portée d'étanchéité (34) apte, lorsqu'elle est en position rétractée, à venir en contact d'étanchéité avec le bord de l'ouverture (19) ménagée dans le disque fixe central (14) pour le passage de cet organe. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le disque central (14) est traversé par une ouverture (52) pour le passage et la canne télescopique (53) des moyens (54) de pulvérisation de l'enrobage et d'une ouverture (55) pour le passage des éléments télescopiques (56) des moyens (57) de nettoyage automatique de la cuve, chacun de ces moyens étant muni, à son extrémité libre, de moyens d'étanchéité (53a, 56a) aptes à venir en contact d'étanchéité avec le bord de l'ouverture correspondante du disque central (14), lorsque lesdits moyens sont en position escamotée hors de la cuve. 8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve (2) comprend, de l'avant vers l'arrière, une bouche d'entrée cylindrique (3), montée libre en rotation dans un palier (6) du bâti (8), une paroi antérieure tronconique (7), dont les génératrices convergent vers l'avant, et forment un angle au sommet de valeur comprise entre 120 et 160 , et une paroi postérieure tronconique (5), dont les génératrices convergent vers l'arrière et forment un angle au sommet de valeur comprise entre 10 et 20 o. 9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi antérieure tronconique (4) de la cuve (2) comporte une ouverture (60) d'évacuation des produits enrobés, normalement fermée par un volet (62) à ouverture automatique, tandis que l'armoire de commande comporte des moyens permettant d'arrêter la cuve (2) avec l'ouverture (60) et le volet (62) au point le plus bas de cette cuve. 10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le disque (14) est lié au bâti (8) par des moyens permettant de modifier sa position angulaire, et, en conséquence, celle des organes mélangeurs (15).