Brevet FR2814338A1 — publié le 20020329

L'invention concerne un pétrin à axe de mélange horizontal et à cuve de mélange basculante. Plus particulièrement l'invention s'applique aux pétrins de fabrication industrielle de pâte pour boulangerie, pâtisserie, viennoiserie. De tels pétrins sont décrits dans les documents FR 2 759 863, FR 2 673 690. Ces pétrins comprennent typiquement une cuve symétrique par rapport à un axe vertical passant par le rotor, et un rotor présentant des pales dont la direction passe par l'axe du rotor. La qualité du pétrissage n'est pas toujours excellente lorsque l'on utilise ces pétrins, en particulier la pâte n'est pas toujours " étirée " de façon pleinement satisfaisante. En outre, l'on souhaite dans certains cas régler avec précision la texture de la pâte selon sa destination, en effectuant un pétrissage sous pression et/ou sous vide. Par exemple, à faible pression dans la cuve de pétrissage, la pâte sera utilisée surtout pour la fabrication de baguette (structure " ouverte "), tandis que à forte pression la pâte sera utilisée pour resserrer la mie. On connaît déjà des pétrins utilisant une alternance vide pression. Par exemple, le document EP 629 115 décrit successivement une étape de surpression et une étape à pression réduite pour un traitement particulier lié à l'acide ascorbique. En outre, ce pétrin présente deux compartiments, la cuve de mélange et un compartiment pression/vide, ce qui peut poser des difficultés d'utilisation notamment liée au déplacement de farine pulvérulente entre les compartiments. L'invention à pour objet de palier les inconvénients de l'art antérieur, en proposant un pétrin horizontal qui à la fois améliore la qualité du pétrissage, et permet un traitement sous vide/sous pression optimal. A cet effet l'invention a pour objet selon un premier aspect Pétrin à axe de mélange horizontal pour la fabrication de pâte de boulangerie ou analogue, comprenant un châssis supportant une cuve fermée par un couvercle amovible, des moyens de pétrissage 2 2814338 comprenant un rotor à pales à axe de rotation horizontal entraîné par des moyens de motorisation, des moyens de régulation de la pression dans la cuve pour un mélange sous pression et/ou sous vide, la cuve ayant une section en forme générale de U, la cuve étant asymétrique par rapport à un plan vertical passant par l'axe de rotation lorsque le pétrin est en position de fonctionnement. Le pétrin comprend une première paroi latérale sensiblement verticale, et une deuxième paroi latérale inclinée d'un angle de l'ordre de 10 à 30 avec la verticale, le fond de cuve reliant la première paroi et à la seconde paroi latérale. La cuve comprend, du côté de la deuxième paroi latérale, un espace s'évasant vers le haut en forme de croissant, situé entre la deuxième paroi latérale et la trajectoire suivie par l'extrémité libre des pales, la paroi latérale inclinée étant écartée de cette trajectoire. Sur une certaine ouverture angulaire, de l'ordre d'un quart de tour, du côté de la première paroi latérale, la paroi interne de la cuve est sensiblement tangente à la trajectoire décrite par le bord libre des pales. L'angle entre, d'une part le plan vertical passant par l'axe du rotor, et d'autre part le plan passant par l'axe du rotor et la jonction entre la portion rectiligne de la deuxième paroi latérale et la portion courbe de la deuxième paroi latérale, est compris entre 80 et 120 , typiquement 1000. La distance dans le plan parallèle au fond de cuve entre l'axe du rotor et la seconde paroi latérale est comprise typiquement entre 1,2 et 2 fois le rayon du cercle emprunté par l'extrémité libre des pales. Selon un mode de réalisation, la ou les parties extrêmes libres des pales est ou sont inclinées par rapport à la direction radiale d'un angle compris entre 5 et 20 permettant d'obtenir un étirement de la pâte. 3 2814338 Les moyens de pétrissage comprennent au moins un ensemble de pales montées sur le rotor, chaque ensemble comportant deux, trois ou quatre pales, l'extrémité libre de chaque pale suivant une trajectoire circulaire. Selon une réalisation, chaque pale comprend un premier segment sensiblement rectiligne et un second segment, excentrés par rapport à l'axe du rotor, et inclinés entre eux de 90 à 120 . Selon une autre réalisation chaque pale comprend une première portion axiale selon la direction radiale et une seconde portion distale inclinée de 5 à 20 par rapport à la première portion axiale. La partie extrême libre de la seconde portion distale est rectiligne ou arrondie. La vitesse de rotation des pales est de 10 à 250 tours/min, et la capacité de la cuve du pétrin est comprise entre 200 et 600 litres, typiquement 400 litres, le sens de rotation des pales et la vitesse de rotation étant réglés selon les paramètres de pétrissage. Le dispositif pression/vide comprend des moyens de mise sous pression raccordés à la cuve à sa partie extrême supérieure. Par ailleurs, le pétrin comprend des moyens de basculement comportant un palier de basculement de la cuve de chaque côté de la cuve, équipé d'au moins un vérin monté d'une part sur le châssis et d'autre part sur le palier, l'actionnement du vérin provoquant la rotation de la cuve autour de son axe horizontal entre au moins une position de versement de son contenu, le couvercle de la cuve étant retiré, une position de mélange, une position de nettoyage/maintenance. Le palier du rotor est coaxial avec et entouré par le palier de basculement de la cuve. 4 2814338 Le pétrin comprend un couvercle de verrouillage de la cuve, coulissant par rapport à l'ouverture de la cuve le long de colonnes de guidage, le couvercle étant en position retirée d'écartement libre de la cuve lorsque la cuve bascule. Le pétrin comprend un dispositif d'étanchéité comportant de chaque côté de la cuve un palier de rotor amovible comprenant une entretoise située entre l'arbre du rotor et les joints d'étanchéité du dispositif d'étanchéité. Selon une réalisation, la cuve comprend un dispositif de circulation destiné à refroidir ou maintenir en température le produit mélangé. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description, description qui va être faite en référence aux dessins annexés illustrant un mode de réalisation, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face du pétrin selon un mode de réalisation de l'invention, le couvercle de la cuve étant en position de fermeture et la cuve étant non basculée; - la figure 2 est une vue du pétrin en coupe longitudinale selon la ligne I-I de la figure 1, entre une position de fonctionnement cuve verticale, et une position cuve basculée; - la figure 3 est une vue en coupe transversale du pétrin selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe de la cuve selon un mode de réalisation de l'invention, illustrant l'inclinaison des pales du rotor; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, illustrant la forme asymétrique de la cuve; - les figures 6a, 6b, 6c représentent des variantes de réalisation du rotor en faisant varier le nombre de pales; la figure 7 représente des variantes de réalisation de la forme de la cuve en faisant l'écart entre la paroi écartée de la cuve et la trajectoire des pales. On décrit maintenant un mode de réalisation de l'invention. 2814338 Le pétrin 1 est un pétrin horizontal. Il comporte un châssis 3 présentant des pieds de support 4, et une cuve 5 de mélange présentant une enceinte 2. La cuve 5 est munie de moyens de pétrissage 6 comprenant des pales 7 entraînées en rotation, en position de fonctionnement c'est à dire de pétrissage de la pâte, par un rotor 8 qui s'étend selon un axe horizontal X. La cuve 5 comprend deux parois latérales 9, 10 reliées par le fond 11 de la cuve, une ouverture 12 en position supérieure obturable par un couvercle 13 amovible, et deux parois transversales 14, 15. Les ingrédients sont introduits dans la cuve 5 par l'ouverture 12. Les deux parois 9, 10 s'entendent selon une direction longitudinale D. La cuve 5 peut-être amenée par basculement autour de l'axe horizontal X dans une position de vidage représentée figure 6. La cuve 5 est soutenue de chaque côté à l'aide de paliers 16, 17 supportés par des cadres 18, 19 du châssis 3. Le pétrin 1 comporte en outre des moyens de motorisation électrique 20, montés sur le châssis 3 aptes à commander la rotation du rotor 8 à l'aide de moyens d'entraînement tels qu'une courroie 22, montée sur une poulie 22a reliée au rotor 8. Chaque cadre 18, 19 comprend une partie parallélépipédique 20 de fixation au châssis 3, et une partie cylindrique 21 de fixation au palier 16, 17, et saillant la cuve 5. Précisément, du côté de la poulie 22a, le palier 16 coopère avec la partie cylindrique de fixation 21 du cadre 18. 6 2814338 Du côté opposé à la poulie 22a, en position de montage de la cuve 5, le palier 17 coopère avec la partie cylindrique de fixation 21 du cadre 19. Les cadres 18, 19 sont fixés sur le châssis 3. Le palier 17 est en outre le palier de basculement de la cuve 5. Ce palier supporte en effet une pièce de raccordement 23 à la tige 24 d'un vérin 25 pivotant sur un montant horizontal inférieur 26 du châssis 3. Ainsi, en position longue de la tige 24, la cuve 5 présente l'ouverture 12 orientée vers le haut, en position de travail des ingrédients. En position courte de la tige 24, la pièce de raccordement 23 est entraînée en rotation vers le bas ce qui provoque le basculement de la cuve. L'axe de basculement est horizontal dans cette réalisation et confondu avec l'axe du rotor 8. Les paliers 16, 17 sont fixés sous les parois transversales 14, 15 respectivement, à l'aide de moyens de fixation 27. Chaque palier 16, 17 comprend une couronne annulaire de fixation 28, et une couronne tubulaire 29. En outre, le couvercle 13 de la cuve 5 est monté coulissant sur des colonnes de guidage 31. En position de travail, notamment lors du mélange de la pâte, l'ouverture de la cuve 5 est fermée par le couvercle 13. Pour ouvrir la cuve 5, le couvercle 13 coulisse sur les colonnes 31 vers leur partie extrême 32. En position d'ouverture de la cuve 5, la cuve 5 peut basculer indépendamment du couvercle 30, pour venir en position 5' de vidage. 7 2814338 Les colonnes de guidage 31 sont fixées sur le châssis 3 à l'aide de cornières 33. On décrit maintenant la cuve 5 d'une capacité de 400 litres dans la réalisation représentée, et les moyens de pétrissage. Le pétrin utilise trois pales 34, 35, 36. La pale 34 comprend deux extrémités libres 34a, 34b, un premier segment rectiligne 34c de longueur 11, un deuxième segment rectiligne 34d de longueur 12 inférieur à 11. De même la pale 35 comprend deux extrémités libres 35a, 35b, un premier segment rectiligne 35c, un deuxième segment rectiligne 35d. Et la pale 36 comprend deux extrémités libres 36a, 36b, un premier segment rectiligne 36c, un deuxième segment rectiligne 36d. Les extrémités libres 34a, 35a, 36a suivent une trajectoire circulaire C1 de rayon Rl. Les extrémités libres 34b, 35b, 36b suivent une trajectoire C2 de rayon R2 légèrement inférieur à Ri. Les premiers segments 34c, 35c, 36c et les deuxièmes segments 34d, 35d, 36d de chaque pale 34, 35, 36 sont écartés d'un angle y de l'ordre de 120 , et ne passent pas par l'axe de rotation 8a du rotor 8. Plus précisément, comme représenté sur la figure 6, les premiers segments 34c, 35c, 36c font un angle a de l'ordre de 10 avec les rayons Rl passant par les extrémités libres respectivement 34a, 35a, 36a. De même les seconds segments 34d, 35d, 36d font un angle sensiblement égal à a avec les rayons R2 passant par les extrémités libres respectivement 34b, 35b, 36b. Cet angle a permet comme cela sera décrit d'obtenir un angle d'attaque " incliné " des pales sur la pâte ce qui améliore son étirement. L'angle a est associé à la distance entre l'axe du rotor et les pales. On peut ainsi parler d'excentration des pales par rapport au rotor. 8 2814338 La face interne 37 de la première paroi latérale 9 comprend une portion rectiligne 38 verticale, et une portion courbe 39, reliées au niveau de la jonction 40. La jonction 40 appartient sensiblement au plan Pl horizontal passant par l'axe du rotor 8. Ainsi la trajectoire C1 des extrémités 34a, 35a, 36a des pales 34, 35, 36 est sensiblement tangente à la face interne, en fait écartée d'un espace e, sensiblement à partir de la jonction 40 sur environ 1/4 de tour jusqu'au sommet inférieur S de la trajectoire Cl. La trajectoire circulaire Cl épousant la forme de la face interne 37, la portion 38 est tangente au sommet 44 de la trajectoire Cl. La face interne 37 de la deuxième paroi latérale 10 comprend une portion rectiligne 41, et une portion courbe 42, reliées au niveau de la jonction 43. On définit, le long de la deuxième paroi latérale, dn la distance entre la tangente à la trajectoire Cl au sommet Sn, et l'intersection In entre la deuxième paroi 10 et le rayon Rl de la trajectoire passant par l'intersection Ix. Du côté de la deuxième paroi latérale 10: - la portion 41 est inclinée d'un angle D de l'ordre de 10 avec la verticale; - l'intersection In est écartée du sommet S. de la distance dn. Ainsi le plan Pl coupe la deuxième paroi latérale 10 au niveau de l'intersection Il, le sommet Sn est repéré en référence 45, l'intersection Il et le sommet 45 sont espacés de la distance dl. L'angle 5 entre, d'une part le plan vertical P2 passant par l'axe du rotor 8, et d'autre part le plan P3 passant par l'axe du rotor 8 et la jonction 43 entre la portion 41 et la portion 42, est de 8 = 100 . On a représenté figure 7 différentes variantes de forme de cuve faisant varier l'angle b, entre une position 10,41, une autre position 10',41', une autre position 10'',41''. Les meilleurs 9 2814338 résultats obtenus correspondent à une valeur de 8 de l'ordre de 1000. La cuve 5 présente ainsi une zone en forme de croissant 47 entre la deuxième paroi latérale 10 et la trajectoire Cl. Cette zone 47 se rétrécit de plus en plus vers le fond de la cuve 5, jusqu'à ce que la distance d. soit sensiblement égale à l'espace e. La zone 47 diminue entre l'intersection Il et le sommet inférieur S. Dans la réalisation représentée, les distances sont les suivantes: Rl = 265 mm, R2 = 255 mm, dl = 110 mm. La demanderesse a constaté que la forme des pales 34, 35, 36 excentrées décrites, en particulier l'inclinaison des pales par rapport à la trajectoire, ainsi que la forme de la cuve décrite, en particulier la présence d'un espace 47, permettent d'obtenir d'excellents résultats de pétrissage. La demanderesse explique cette amélioration par rapport à l'art antérieur par un effet technique obtenu analogue à un laminage de la pâte. Le laminage progressif obtenu contribue à un travail d'étirement de la pâte recherché en boulangerie. Dans la réalisation considérée de la figure 1, les principaux paramètres sont les suivants avec une pâte hydratée à 60% (farine: 100 Kg, sel: 400 g, eau:60 litres): - durée de pétrissage: 8min comprenant: - frasage à 40 tours/minute pendant 2 minutes, avec inversement périodique du sens de rotation pendant le frasage - pétrissage à 80 tours/minute pendant 6 minutes - pression: pour du pain de type baguette, travail à 150 mbars pendant la phase de pétrissage On a utilisé trois pales. Dans d'autres réalisations, le nombre de pales est différent, étant entendu que ces pales sont excentrées de manière à avoir une inclinaison par rapport au rayon de la trajectoire, par exemple deux pales (figure 6a), quatre pales (figure 6c). 2814338 L'effet de laminage peut également être obtenu grâce à la cuve 5 asymétrique décrite, mais avec des pales non inclinées, mais cet effet est alors réduit et la qualité de pétrissage est inférieure à celle obtenue par la combinaison cuve asymétrique et pales inclinées. Inversement l'effet de laminage peut également être obtenu grâce aux pales inclinées décrites mais avec une cuve symétrique, mais cet effet est alors réduit et la qualité de pétrissage est inférieure à celle obtenue par la combinaison cuve asymétrique et pales inclinées. L'homme du métier comprend que le réglage de ces différents paramètres est à adapter selon notamment la recette utilisée et les quantités produites. Le pétrin 1 comporte en outre un dispositif d'étanchéité 48 entre les paliers 16,17 et le rotor 8. Ce dispositif 48 comprend des joints 49 et une entretoise 50 entre les joints 49 et les paliers 16, 17. Ainsi, le rotor 8 ne doit pas être nécessairement usiné très précisément pour assurer l'étanchéité. Par ailleurs, la cuve comprend des moyens de régulation de la température de la cuve, tels qu'une double enveloppe refroidie incluant un fluide caloporteur, destinés notamment à maintenir la température malgré l'échauffement provoqué par le pétrissage, voire dans certains cas à ajuster la qualité du pétrissage en régulant la température de la pâte. Concernant le dispositif de régulation de la pression dans la cuve, différents dispositifs peuvent être utilisés indépendamment de l'effet de laminage décrit précédemment. REVENDICATIONS 1. Pétrin (1) à axe de mélange horizontal pour la fabrication de pâte de boulangerie ou analogue, comprenant un châssis (3) supportant une cuve (5) fermée par un couvercle amovible (13), des moyens de pétrissage (6) comprenant un rotor (8) à pales (7) à axe de rotation (X) horizontal entraîné par des moyens de motorisation (20), des moyens de régulation de la pression dans la cuve pour un mélange sous pression et/ou sous vide, la cuve (5) ayant une section en forme générale de U, caractérisé en ce que la cuve est asymétrique par rapport à un plan vertical (P2) passant par l'axe de rotation lorsque le pétrin est en position de fonctionnement. 2. Pétrin selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une première paroi latérale (9) sensiblement verticale, et une deuxième paroi latérale (10) inclinée d'un angle (p) de l'ordre de 10 à 30 avec la verticale, le fond de cuve reliant la première paroi et à la seconde paroi laterale. 3. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la cuve comprend, du côté de la deuxième paroi latérale (10), un espace (47) s'évasant vers le haut en forme de croissant, situé entre la deuxième paroi latérale (10) et la trajectoire (C1) suivie par l'extrémité libre (34a, 35a, 36a) des pales (34,35,36), la paroi latérale inclinée (10) étant écartée de cette trajectoire. 4. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que sur une certaine ouverture angulaire, de l'ordre d'un quart de tour, du côté de la première paroi latérale (9), la paroi interne (39) de la cuve (5) est sensiblement tangente à la trajectoire décrite par le bord libre des pales. 5. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que l'angle 8 entre, d'une part le plan vertical (P2) passant par l'axe (X) du rotor (8), et d'autre part le plan (P3) passant par l'axe (X) du rotor et la jonction (43) entre la portion rectiligne (41) de la deuxième paroi 12 2814338 latérale (10) et la portion courbe (42) de la deuxième paroi latérale, est compris entre 80 et 120 , typiquement 1000. 6. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la distance (dl) dans le plan (Pi) parallèle au fond de cuve entre l'axe (X) du rotor et la seconde paroi latérale est comprise entre 1,2 et 2 fois le rayon du cercle emprunté par l'extrémité libre des pales 7. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la ou les parties extrêmes libres (34a, a, 36a) des pales est ou sont inclinées par rapport à la direction radiale d'un angle c compris entre 5 et 20 permettant d'obtenir un étirement de la pâte. 8. Pétrin selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de pétrissage comprennent au moins un ensemble de pales (34,35,36) montées sur le rotor, chaque ensemble comportant deux, trois ou quatre pales, l'extrémité libre de chaque pale suivant une trajectoire circulaire (Cl). 9. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 7 à 8 caractérisé en ce chaque pale (34,35,36) comprend un premier segment (34c, 35c, 36c) sensiblement rectiligne et un second segment (34d, 35d, 36d), excentrés par rapport à l'axe du rotor, et inclinés entre eux de 90 à 1200. 10. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que chaque pale comprend une première portion axiale selon la direction radiale et une seconde portion distale inclinée de 5 à 20 par rapport à la première portion axiale. 11. Pétrin selon la revendication 10 caractérisé en ce que la partie extrême libre de la seconde portion distale est rectiligne ou arrondie. 12. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la vitesse de rotation des pales est de 10 à 250 tours/min, et la capacité du pétrin est comprise entre 200 et 600 litres, typiquement 400 litres, le sens de rotation des 13 2814338 pales et la vitesse de rotation étant réglés selon les paramètres de pétrissage. 13. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le dispositif pression/vide comprend des moyens de mise sous pression raccordés à la cuve à sa partie extrême supérieure. 14. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de basculement (24, ) comportant un palier de basculement de la cuve de chaque côté de la cuve, équipé d'au moins un vérin (25) monté d'une part sur le châssis et d'autre part sur le palier, l'actionnement du vérin provoquant la rotation de la cuve autour de son axe horizontal entre au moins une position de versement de son contenu, le couvercle de la cuve étant retiré, une position de mélange, une position de nettoyage/maintenance. 15. Pétrin selon l'une quelconque des revendication 1 à 14 caractérisé en ce que le palier du rotor est coaxial avec et entouré par le palier de basculement de la cuve. 16. Pétrin selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'il comprend un couvercle (13) de verrouillage de la cuve, coulissant par rapport à l'ouverture de la cuve le long de colonnes de guidage, le couvercle étant en position retirée d'écartement libre de la cuve lorsque la cuve bascule. 17. Pétrin selon l'une quelconque des revendication 1 à 16 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'étanchéité comportant de chaque côté de la cuve un palier (16, 17) de rotor amovible comprenant une entretoise située entre l'arbre du rotor et les joints d'étanchéité du dispositif d'étanchéité. 18. Pétrin selon l'une quelconque des revendication 1 à 13 caractérisé en ce que la cuve comprend un dispositif de circulation destiné à refroidir ou maintenir en température le produit mélangé.