Brevet FR2791601A1 — publié le 20001006

Procédé et installation d'extraction d'un liquide contenu dans une matière première. L'invention concerne le domaine de l'extraction de liquide à partir d'une matière première. L'invention trouve son application notamment pour l'extraction de corps gras à partir d'une matière première. Il est connu d'effectuer l'extraction d'un liquide contenu dans une matière première à partir d'installations d'extraction mettant en oeuvre une vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un fourreau dont au moins une partie présente des orifices d'extraction. Il est également connu de conférer à la vis utilisée dans ce type de dispositifs d'extrusion, diverses formes pour améliorer la qualité du traitement mécanique et/ou le taux d'extraction. Ces systèmes " monovis " présentent toutefois l'inconvénient de ne pas intégrer de moyens permettant un traitement thermique de la matière première, traitement nécessaire pour certain produit en amont de la phase de pressage. Il est également connu dans l'état de la technique de mettre en oeuvre des dispositifs d'extrusion mettant en oeuvre non pas une seule vis mais deux vis montées parallèles à l'intérieur d'un fourreau et qui peuvent être co-pénétrantes au niveau de certaines zones. Une telle technique est notamment décrite dans la demande de brevet FR-2 748 685. Ces dispositifs dits " bivis ", présentent l'avantage de permettre l'obtention de différents pré-traitements en amont de la phase de pressage. Par contre, les taux d'extraction obtenus avec sont inférieurs à ceux obtenus avec les systèmes " monovis ". De plus, ils impliquent de gros efforts mécaniques et donc l'utilisation d'un système de motorisation et de transmission (engrenage) d'un coût élevé tant au niveau de la fabrication qu'au niveau de la maintenance. Le principal objectif de la présente invention est de proposer un procédé et une installation d'extraction d'un liquide à partir d'une matière 2 2791601 première, ne présentant les inconvénients sus-mentionnés de l'état de la technique. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé intégrant différentes étapes de traitement mécanique, thermique et éventuellement enzymatique plus efficaces. Notamment, un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé et une telle installation permettant d'obtenir de meilleurs taux d'extraction ou à tout le moins des taux d'extraction égaux aux taux obtenus grâce à l'art antérieur mais en utilisant une quantité d'énergie inférieure. Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer une telle installation qui implique des coûts de maintenance moins élevés que pour les installations de l'état de la technique. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé d'extraction d'un liquide contenu dans une matière première caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à introduire ladite matière première dans une première partie d'un dispositif d'extrusion, ladite première partie comprenant deux vis montées parallèles en rotation à l'intérieur d'un premier fourreau plein (c'est-à-dire ne présentant pas d'orifices d'extraction) ou présentant des orifices d'extraction, pour effectuer un broyage de ladite matière première, et éventuellement une filtration de celle-ci; à acheminer ladite matière première dans une deuxième partie dudit dispositif d'extrusion, ladite deuxième partie comprenant une vis rotative unique montée dans un deuxième fourreau pourvu d'orifices d'extraction, pour effectuer un pressage et une filtration de ladite matière première, la filtration de la matière première à travers les orifices permettant de récupérer au moins une partie du liquide contenu dans celle- ci, et à récupérer le résidu sec de ladite matière première à l'extrémité de ladite deuxième partie dudit dispositif d'extrusion. Le procédé selon l'invention présente donc l'originalité de mettre en oeuvre une étape effectuée dans une partie de dispositif incluant deux vis, d'une part, et une autre étape effectuée dans une partie de dispositif mettant en oeuvre une seule vis d'autre part. Une telle association bivis- monovis n'a, à la connaissance des Demandeurs jamais été proposée dans l'état de l'art. Une telle combinaison présente de nombreux intérêts. En effet, selon le procédé de la présente invention, il n'est pas nécessaire de travailler sous une pression élevée lors de la première étape du procédé. En conséquence, les moyens de motorisation et de transmission utilisés ont à mettre en oeuvre une énergie moins importante que pour les systèmes bivis classiques de l'état de l'art. Dans la deuxième étape du procédé, mettant en oeuvre la deuxième partie du dispositif d'extrusion, le pressage nécessite l'utilisation de pressions importantes permettant d'extruder au moins une partie des liquides contenus dans la matière première à travers les orifices du deuxième fourreau. Toutefois, cette pression importante n'est exercée que sur la longueur de la vis de la deuxième partie et que sur une seule vis. Le procédé selon la présente invention permet donc de mettre en oeuvre une quantité d'énergie moindre. On notera que généralement l'extrusion sera accompagnée d'un chauffage du produit. C'est la raison pour laquelle le procédé selon l'invention présente préférentiellement une étape complémentaire consistant à effectuer un traitement thermique et/ou enzymatique de ladite matière première au sein de ladite première partie et/ou au sein de ladite deuxième partie dudit dispositif d'extrusion. Un tel traitement pourra se faire grâce à des moyens de chauffage ou encore par injection de fluide, notamment de vapeur. On notera également que l'on pourra injecter de la matière première nouvelle dans la deuxième partie du dispositif. 4 2791601 En fonction de la matière première traitée, le procédé selon l'invention permettra d'obtenir des rendements de séparation solide/liquide pouvant varier. La teneur résiduelle en liquide du résidu sec obtenu à la sortie du dispositif d'extrusion sera généralement inférieure à 10%. L'invention concerne également une installation d'extraction d'un liquide contenu dans une matière première, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif d'extrusion présentant: - une première partie comportant deux vis montées parallèles en rotation à l'intérieur d'un premier fourreau plein ou présentant des orifices d'extraction; - une deuxième partie comportant une vis rotative unique montée dans un deuxième fourreau pourvu d'orifices d'extraction; - des moyens de motorisation desdites vis. On notera queles vis seront généralement réalisées par l'association de plusieurs tronçons de vis. On pourra envisager différentes configurations de montage de la partie monovis par rapport à la partie bivis. Toutefois, selon une variante préférentielle, la vis de ladite deuxième partie est montée dans le même axe que celui de l'une des deux vis de ladite première partie. Dans ce cas, on pourra envisager différents moyens de solidariser l'une des deux vis de la première partie à la vis de la deuxième partie. Selon une variante préférentielle, cette solidarisation se fera par l'intermédiaire d'un arbre cannelé. Dans un mode de réalisation préférentielle, les vis de ladite première partie présentent une partie o elles sont co-pénétrantes et une partie ou elles sont non co-pénétrantes. Elles pourront aussi être co- pénétrantes sur toute leur longueur ou non co-pénétrantes sur toute leur longueur. 2791601 Afin d'améliorer le transfert de la matière première de la première partie vers la deuxième partie du dispositif d'extrusion, on prévoira avantageusement au moins une zone d'étranglement entre ces deux parties qui pourra être localisée soit entièrement au niveau de la première partie soit entièrement au niveau de la deuxième partie soit être partagée entre les deux parties en question. Afin de faciliter la maintenance d'une telle installation, la première et la deuxième partie du dispositif d'extrusion sont préférentiellement montées sur des bâtis mobiles permettant de les écarter l'une de l'autre. De tels bâtis pourront par exemple être coulissants. Toujours dans le même objectif, les moyens de motorisation, ainsi qu'éventuellement des moyens de transmission (pouvant notamment intégrer un ou plusieurs engrenage) du mouvement de rotation peuvent être amovibles. Enfin, on notera que ledit premier fourreau pourra présenter au moins deux zones, l'une ne présentant pas d'orifice d'extraction et l'autre en présentant. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci donnée en référence aux dessins, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique d'une installation d'extraction selon la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif d'extrusion de l'installation d'extraction représentée à la figure 1; En référence à la figure 1, l'installation d'extraction de liquide à partir d'une matière première est essentiellement constituée d'un dispositif d'extrusion, désigné par la référence générale 1, comprenant une première partie Pi et une deuxième partie P2 qui seront décrites ci- après plus en détail. 6 2791601 La matière première à traiter est amenée dans le dispositif d'extrusion 1 grâce à une trémie 12 est installée en amont de la première partie PI du dispositif d'extrusion 1. Le résidu sec provenant de la seconde partie P2 du dispositif d'extrusion I est récupéré à la sortie 13 située en aval de cette deuxième partie P2. La première partie P1 et la deuxième partie P2 sont motorisée par des moyens de motorisation M. La force motrice de moteur est transmise à la première partie P1 par des moyens de transmission T incluant un dispositif d'engrenage. Conformément à la présente invention, les parties Pl et P2 formant le dispositif d'extrusion 1 peuvent être facilement séparées l'une de l'autre. A cet effet, ces différentes parties sont montées sur deux bâtis coulissants 9,10. De telles caractéristiques permettent une maintenance facilitée des différentes parties du dispositif d'extrusion. On notera également que les moyens de motorisation M et de transmission T peuvent également être facilement désolidarisés respectivement des parties P2 et PI. Ces parties P1 et P2 du dispositif d'extrusion 1 sont représentées en coupe transversale à la figure 2. Conformément à l'invention, la première partie PI comprend deux vis rotatives 3, 4 montées selon deux axes parallèles entre eux. D'une façon classique dans les dispositifs bivis, ces vis 3,4 peuvent être motorisées de façon co-rotative ou contra-rotative. On notera que sur ce mode de réalisation, les vis 3,4 sont co-pénétrantes. Toutefois, comme précisé ci-dessus, on pourra envisager dans certains modes de réalisation de prévoir ces vis non co-pénétrantes au moins sur une partie de leur longueur. Ces vis 3,4 sont installées dans un fourreau plein 5, plein sur une partie 5a et présentant des orifices d'extraction 1 la sur une partie 5b. La matière première arrivant au niveau de cette partie P1 est broyée par les 7 2791601 vis rotatives 4,5 et filtrée en partie sur la partie Sb et progressivement acheminée vers la partie P2 du dispositif. Cette première partie présente une zone d'étranglement 8 juste en amont de la deuxième partie P2. La deuxième partie P2 du dispositif d'extrusion ne présente qu'une seule vis 6 dont l'axe de rotation est solidarisé à l'axe de rotation de la vis 4 de la partie Pl par un arbre cannelé 14. Cette vis 6 est montée dans un fourreau 7 pourvu d'une multiplicité d'orifices d'extraction 11 par lesquels le liquide contenu dans la matière première est filtrée sous pression. Le dispositif représenté permet de ne pas travailler sous forte pression dans la première partie P1 et de limiter le travail sous pression à la partie P2 monovis. Il est ainsi possible d'utiliser des moyens de motorisation M et de transmission T plus simples que ceux devant être utilisés avec l'art antérieur bivis. Le mode de réalisation de l'invention ici décrit n'a pas pour objectif de réduire la portée de celle-ci. En conséquence, il pourra y être apporté de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. En particulier, on notera que la longueur et la forme des vis pourront varier. 8 2791601 REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction d'un liquide contenu dans une matière première caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: à introduire ladite matière première dans une première partie (Pl) d'un dispositif d'extrusion (1), ladite première partie (P1) comprenant deux vis (3,4) montées parallèles en rotation à l'intérieur d'un premier fourreau (5) plein ou présentant des orifices d'extraction, pour effectuer un broyage de ladite matière première, et éventuellement une filtration de celle-ci, à acheminer ladite matière première dans une deuxième partie (P2) dudit dispositif d'extrusion (1), ladite deuxième partie (P2) comprenant une vis rotative unique (6) montée dans un deuxième fourreau (7) pourvu d'orifices d'extraction (10), pour effectuer un pressage et une filtration de ladite matière première, la filtration à travers les orifices d'extraction permettant de récupérer au moins une partie du liquide contenu dans ladite matière première, et à récupérer le résidu sec de ladite matière première à l'extrémité de ladite deuxième partie (P2) dudit dispositif d'extrusion (1). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un traitement thermique et/ou enzymatique de ladite matière première au sein de ladite première partie (P1) et/ou au sein de ladite deuxième partie (P2) dudit dispositif d'extrusion (1). 3. Installation d'extraction d'un liquide contenu dans une matière première, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une dispositif d'extrusion (1) présentant: - une première partie (P1) comportant deux vis (3,4) montées parallèles en rotation à l'intérieur d'un premier fourreau (5) plein ou présentant des orifices d'extraction (1 la); - une deuxième partie (P2) comportant une vis rotative unique (6) montée dans un deuxième fourreau (7) pourvu d'orifices d'extraction (11); 9 2791601 - des moyens de motorisation (M) des vis (3,4,6) 4. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que la vis (6) de ladite deuxième partie (P2) est montée dans le même axe que celui de l'une (4) des deux vis de ladite première partie (P1). 5. Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce que la vis (6) du premier dispositif (P1) est solidarisée à l'une (4) des deux vis dudit second dispositif par un arbre cannelé. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que les vis (3,4) de ladite première partie (Pl) présentent une partie o elles sont co-pénétrantes et une partie ou elles sont non co-pénétrantes. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisée en ce que ladite première partie (P1) et/ou ladite deuxième partie (P2) dudit dispositif d'extrusion (1) présente(nt) au moins une zone d'étranglement (8). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 caractérisée en ce que la première partie (P1) et la deuxième partie (P2) dudit dispositif d'extrusion (1) sont montées sur des bâtis mobiles (9,10) permettant de les écarter l'une de l'autre. 9. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que lesdites bâtis (9,10) sont coulissants. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 9 caractérisée en ce que lesdits moyens de motorisation (M) ont amovibles. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 11 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de transmission (T) de coopérant avec lesdits moyens de motorisation, lesdits moyens de transmission étant préférentiellement amovibles. 13. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 12 caractérisée en ce que ledit premier fourreau (5) présente au moins deux parties (5a,5b), l'une (Sa) ne présentant pas d'orifice d'extraction et l'autre (5b) en présentant.