Brevet FR2859617A1 — publié le 20050318

L'invention concerne en général les appareils d'extraction du jus et de la pulpe de produits végétaux. Plus précisément, l'invention concerne un appareil d'extraction du jus et de la pulpe de produits végétaux, comprenant un organe moteur, une cuve, un tamis cylindrique d'axe de symétrie X-X' disposé dans la cuve et présentant une paroi radiale percée, un orifice d'introduction des produits végétaux dans le tamis, des moyens de dilacération des produits introduits dans le tamis, le tamis étant entraîné en rotation autour de l'axe X-X' par l'organe moteur. Des appareils de ce type sont connus de l'art antérieur, et notamment du document de brevet WO 89/06106, qui révèle une centrifugeuse d'axe vertical fonctionnant en accumulation, c'est-à-dire sans évacuation des résidus de fruits. Ces appareils fonctionnent bien avec des produits durs comme des carottes et des pommes. Ils sont beaucoup moins efficaces avec des fruits à chair molle, comme par exemple des fraises ou des tomates. Pour ces derniers fruits, le rendement, c'est-à-dire le poids de jus extrait rapporté au poids de départ des fruits, est très faible voire nul. Certains fruits, comme les cassis, ne peuvent pas du tout être traités dans les appareils de l'art antérieur et doivent être écrasés manuellement. Mais cette dernière méthode est très longue et seules de petites quantités de jus peuvent être préparées ainsi. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de pallier les défauts mentionnés ci-dessus. A cette fin, l'appareil de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une pale s'étendant à l'intérieur de ce tamis, à proximité la paroi radiale percée du tamis, le tamis étant animé d'un mouvement de rotation relativement à la pale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la pale est immobile. Par exemple, la pale s'étend sur toute la hauteur axiale de la paroi percée du tamis. Avantageusement, la pale est radiale. De préférence, la cuve présente un fond, un orifice d'évacuation latéral du jus ou de la pulpe, et un cône d'évacuation entraîné en rotation par l'organe moteur, ce cône étant disposé entre le fond et le tamis, de telle sorte que le jus ou la pulpe sortant du tamis et tombant sur le cône est entraîné vers l'orifice d'évacuation. Par exemple, l'organe moteur comprend un arbre d'entraînement du tamis parallèle à l'axe X-X', la pale étant solidaire d'un moyeu monté sur l'arbre, l'arbre étant libre en rotation par rapport au moyeu. Avantageusement, la cuve comprend une goulotte d'introduction prolongeant l'orifice à l'intérieur du tamis, la pale venant en butée contre la goulotte quand le tamis est entraîné en rotation par l'organe moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil selon l'invention, des arrachés permettant de voir l'intérieur de la cuve et le moteur, la figure 2 est une vue partielle en du tamis, de la goulotte et de la pale de la figure 1, la figure 3 est un schéma de principe illustrant le fonctionnement de l'appareil de la figure 1, et la figure 4 est une vue en coupe axiale de l'appareil de la figure 1. L'appareil d'extraction représenté sur la figure 1 est adapté pour extraire le jus et la pulpe de produits végétaux, essentiellement des fruits et des légumes. Il comprend un organe moteur 10 disposé dans un socle 12, une cuve 20 sensiblement cylindrique montée sur le socle 12, un tamis cylindrique 30 d'axe de symétrie X-X' disposé dans la cuve 20 et présentant une paroi radiale percée 31, un orifice 40 d'introduction des produits végétaux dans le tamis 30, et des moyens 50 de dilacération des produits introduits dans le tamis 30. La cuve 20 et le tamis 30 sont coaxiaux. L'organe moteur 10 comprend un arbre d'entraînement 11 traversant un fond 22 de la cuve 20, et s'étendant dans la cuve 20 selon l'axe X-X'. Cet arbre 11 entraîne le tamis 30 en rotation à grande vitesse autour de l'axe X-X' de façon à projeter les produits contre la paroi percée 31. La cuve 20 comprend un couvercle amovible 21 d'un côté opposé au fond 22, l'orifice d'introduction 40 étant 20 ménagé dans ce couvercle 21. Le tamis 30 présente une face axiale ouverte du côté du couvercle 21 pour permettre l'introduction des produits dans le tamis, et un fond axial plein 32 du côté opposé à la face ouverte, c'est-à-dire en regard du fond 22 de la cuve 20. Le fond plein 32 présente une forme de disque et comprend un moyeu central 321 coopérant avec l'arbre d'entraînement 11. A cet effet, l'arbre 11 présente un pan coupé, le moyeu central comprenant un orifice de forme correspondante à celle de l'arbre et étant enfilé sur cet arbre. Selon l'invention, l'appareil comprend une pale 61 s'étendant à l'intérieur de ce tamis 30, à proximité la paroi radiale percée 31 du tamis, le tamis 30 étant animé d'un mouvement de rotation relativement à la pale 61. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la pale 61 est immobile. Du fait que le tamis 30 est entraîné en rotation autour de l'axe X-X' à grande vitesse, le tamis 30 est animé d'un mouvement de rotation à grande vitesse par rapport à la pale 61. Cette pale 61 présente une forme rectangulaire et s'étend sur toute la hauteur axiale de la paroi percée 31 du tamis 30, du fond plein 32 jusqu'à la face axiale ouverte du tamis. Elle s'étend dans un plan radial par rapport au tamis 30, passant par l'axe X-X', et présente un bord radialement extérieur 611 droit, parallèle à la paroi radiale 31. Ce bord extérieur 611 et la paroi radiale 31 du tamis 30 présentent de préférence un écartement mutuel inférieur à trois millimètres. L'écartement utilisé généralement est environ un millimètre et demi, mais de très bons résultats peuvent être obtenus avec des écartements plus petits ou plus grands. Des valeurs supérieures à trois millimètres sont envisageables, sous réserve de vérifier au cas par cas, par des essais, que le rendement obtenu est satisfaisant pour le type de produits envisagé. Les produits introduits dans le tamis 30 sont dilacérés et pressés contre la paroi radiale 31 par la force centrifuge. Une partie du jus sort des produits sous l'action de cette force et passe à travers les trous de la paroi radiale 31. Une partie de la pulpe du fruit passe également à travers les trous. La fraction résiduelle des produits forme une couche dont l'épaisseur s'accroît avec la quantité de produits introduite. Cette couche est entraînée en rotation avec le tamis 30. Quand l'épaisseur de la couche de produits dépasse l'écartement entre la pale 61 et la paroi radiale 31, le bord extérieur 611 exerce un effort sur la couche de produits du fait du mouvement du tamis relativement à la pale. Les contraintes mécaniques générées ainsi dans la couche permettent de réaliser un écrasement des produits, complémentaire de la dilacération obtenue à l'aide des moyens de dilacération. Cet écrasement déstructure la pulpe et favorise le passage de celle-ci à travers la paroi percée 31. Il permet de récupérer pratiquement la totalité de jus. Comme le montrent les figures 1 et 2, le fond 32 du tamis 30 est denté sur une face tournée vers l'intérieur du tamis 30, et constitue ainsi les moyens de dilacération 50. Ce fond peut être assimilé à une râpe de robot de cuisine. La cuve 20 comprend une goulotte d'introduction 70 qui prolonge l'orifice d'introduction 40 à l'intérieur du tamis 30 et débouche par une extrémité inférieure 71 au ras du fond denté 32. L'écartement entre l'extrémité inférieure 71 et le 20 fond denté 32 est faible, de l'ordre de quelques millimètres. Les produits sont introduits dans l'appareil par une extrémité supérieure 72 de la goulotte opposée à l'extrémité inférieure 71 et tombent sur le fond denté 32. Un poussoir, non représenté, est ensuite engagé dans la goulotte 70 et permet de presser les produits contre le fond denté 32. L'écartement entre la goulotte et le fond est suffisamment faible pour que les produits ne puissent pas s'échapper de la goulotte sans être dilacérés par le fond denté 32. Dans un première variante de réalisation représentée sur les figures 1 et 2, la pale 61 est solidaire d'un moyeu 62 monté sur le moyeu central 321 du fond plein 32 du tamis 30. L'arbre 11 et le moyeu central 321 sont libres en rotation dans le moyeu 62. Une pièce de liaison 63, sensiblement radiale, solidarise une partie supérieure de la pale 61 et le moyeu 62, de telle sorte qu'un orifice de circulation est ménagé sous la pièce de liaison, entre la pale et le moyeu, pour laisser passer les produits dilacérés ou des déchets qui s'accumulent sur le fond denté 32. La pale 61 est entraînée en rotation au démarrage de l'organe moteur, et vient en butée contre la goulotte 70. Elle est maintenue immobile dans cette position pendant toute la durée de rotation du tamis 30. Dans une seconde variante de réalisation, non représentée, la pale 61 est solidaire du couvercle 21. Comme le montre la figure 4, le fond 22 de la cuve 20 présente une forme conique, pointant vers le tamis 30 et penté vers un bord radialement extérieur du fond à partir de l'axe X-X'. La cuve 20 peut comprendre également un orifice latéral 23 d'évacuation du jus ou de la pulpe ménagé dans une paroi latérale de ladite cuve, au ras du fond 22. Un cône d'évacuation 24 entraîné en rotation par l'organe moteur autour de l'axe X-X' est disposé dans la cuve 20, entre le fond 22 et le tamis 30. Il présente la même forme que le fond 22, pointe vers le fond denté 32 du tamis cylindrique 30, et présente la même pente que le fond 22. Il s'étend parallèlement et immédiatement au- dessus de celui-ci. Le jus ou la pulpe sortant du tamis 30 par la paroi radiale 31 et tombant sur le cône 24 est entraîné vers l'orifice d'évacuation 23 par la force centrifuge. Le cône 24 est traversé par l'arbre 11, des moyens d'étanchéité non représentés assurant l'étanchéité entre l'arbre 11 et le cône 24. Dans une variante de réalisation, la cuve 20 ne comprend pas d'orifice d'évacuation 23, le jus et la pulpe s'accumulant dans le fond de la cuve 20. La cuve 20 peut être soit fixe sur le socle 12, soit amovible, ce qui permet de la rincer facilement. L'appareil peut être un appareil dédié uniquement à l'extraction de jus et de pulpe. Il peut aussi être constitué à partir d'un robot ménager multifonctions, utilisé normalement pour couper les légumes à l'aide de disques variés. Ces robots comprennent généralement une cuve amovible du type décrit cidessus munie d'un couvercle également amovible, un moteur et un arbre d'entraînement sur lequel les disques peuvent être fixés. Ce robot peut être rendu conforme à l'invention en adaptant sur l'arbre d'entraînement un tamis cylindrique 20 et une pale 61 munie du moyeu 62 correspondant, et en remplaçant le couvercle habituel de la cuve par un couvercle 21 muni d'une goulotte d'introduction 70. De manière surprenante, le rendement de l'appareil de centrifugation selon l'invention est beaucoup plus élevé pour les fruits mous que les rendements obtenus avec les appareils de l'art antérieur. Des essais ont été effectués avec de nombreux types de fruits. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous. On obtient des rendements variant de 70 à plus de 90%. Les appareils de l'art antérieur ne permettent généralement pas de dépasser 40%, et même ne permettent pas du tout de traiter certains fruits comme les cassis. Fruit Poids Poids Poids de Rendement brut de jus déchets (%) (kg) (kg) (kg) Abricots, sans noyaux 1,17 0,96 0,21 82 Ananas, sans peau 1,00 0,73 0,27 73 Bananes, sans peaux 0,49 0,42 0,07 86 Fraises, sans queues 2,00 1,85 0,15 92 Cerises, sans noyaux 0,69 0,59 0,10 84 Framboises, sans 2,00 1,78 0,22 89 queues Fruits de la passion, 0,23 0, 18 0,05 77 sans peaux Groseilles, avec de 0,45 0,34 0,11 74 fines branches Mangues, pelées sans 0,50 0,38 0,12 76 noyaux Kiwis, sans peaux 0,71 0,56 0,15 78 Melons, sans peaux ni 0,88 0,69 0,19 78 pépins Pèches, avec peaux, 1,23 1,03 0,20 84 sans noyaux Raisins, avec peaux 1, 84 1,49 0,35 80 et pépins Prunes, avec peaux, 1,09 0,91 0,18 83 sans noyaux Tomates, avec peaux 2,12 2,00 0,12 94 et pépins On constate en inspectant l'intérieur du tamis en fin d'opération d'extraction qu'il ne reste pratiquement que les pépins, les morceaux de peaux et les fibres. Ceux-ci sont intégralement piégés dans le tamis et le jus extrait n'en contient pas, même dans le cas des fraises, qui contiennent pourtant des pépins particulièrement fins. Ce dernier effet est surprenant car le tamis est percé de trous d'environ un millimètre de diamètre, c'est-à- dire de diamètre supérieur à la taille des pépins de fraises. Il ne se crée pas de balourd pendant l'opération d'extraction du fait que la quantité de matière 5 résiduelle dans le tamis est très faible. Les essais ci-dessus ont été effectués à une vitesse de rotation du tamis de 1500 tours / minutes. D'autres essais ont montré que cette vitesse de rotation avait peu d'influence sur le rendement de l'appareil. Des vitesses de rotation plus rapides ou plus faibles peuvent être utilisées. La faible quantité de matière résiduelle fait qu'il n'est pas utile de prévoir une sortie en continu pour ces matières, par débordement dans un orifice ménagé en partie haute de la cuve. Il serait néanmoins très facile pour l'homme du métier d'en prévoir une, par exemple pour traiter de grandes quantités de fruits avec leurs peaux et leurs pépins, comme des raisins. Par ailleurs, l'invention a été décrite pour un tamis d'axe de symétrie vertical, mais peut tout aussi bien mettre en jeu un tamis d'axe de symétrie horizontal, la goulotte de chargement étant dans ce cas également horizontale. Enfin, on peut souligner que la forme de la pale a peu d'influence sur le rendement de l'appareil. La pale peut être indifféremment plus ou moins large radialement et plus ou moins épaisse. Elle peut être radiale, comme décrit ci-dessus, ou être légèrement inclinée et former un angle de quelques 30 degrés par rapport à un plan radial. De même, le diamètre des trous du tamis a peu d'influence. Il est à signaler qu'on peut prévoir un organe d'entraînement indépendant pour la pale 61, entraînant celle-ci en rotation autour de l'axe X-X', dans un sens inverse du tamis 30. On obtient ainsi une vitesse relative du tamis par rapport à la pale encore supérieure, ce qui augmente encore la pression sur la couche de produits formée contre la paroi radiale 31. L'organe d'entraînement peut également entraîner la pale 61 en rotation dans le même sens que le tamis 30, à une vitesse beaucoup plus faible que celle du tamis 30, de telle sorte qu'il existe un différentiel de vitesse de rotation important entre le tamis 30 et la pale 61. Ainsi, tous les appareils dans lesquels le tamis est animé d'une vitesse de rotation relativement à la pale rentrent dans le champ de l'invention, que la pale soit immobile ou non. On comprend donc bien que l'appareil décrit ci-dessus est particulièrement avantageux. Il permet de traiter facilement et rapidement des 15 quantités importantes de fruits mous, ce qui était impossible jusqu'à présent. Il est avantageux économiquement, puisque son rendement est élevé et qu'il permet de préparer une quantité plus grande de jus à partir d'un même poids initial de produits que les appareils de l'art antérieur. Il est simple et peu coûteux à fabriquer, et peut être constitué à partir d'un robot de cuisine de type classique. Enfin, il est très versatile. Avec une pale, il est adapté à traiter les fruits mous. La pale peut être retirée facilement, rendant alors l'appareil apte à traiter des produits durs comme les pommes et les carottes. 11 REVENDICATIONS 1. Appareil d'extraction du jus et de la pulpe de produits végétaux, comprenant un organe moteur (10), une cuve (20), un tamis cylindrique (30) d'axe de symétrie X-X' disposé dans la cuve (20) et présentant une paroi radiale percée (31), un orifice (40) d'introduction des produits végétaux dans le tamis (30), des moyens de dilacération des produits introduits dans le tamis (30), le tamis (30) étant entraîné en rotation autour de l'axe X-X' par l'organe moteur (10), caractérisé en ce qu'il comprend une pale (61) s'étendant à l'intérieur de ce tamis (30), à proximité la paroi radiale percée (31) du tamis (30), le tamis (30) étant animé d'un mouvement de rotation relativement à la pale (61). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pale (61) est immobile. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que la pale (61) s'étend sur toute la hauteur axiale de la paroi percée (31) du tamis. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pale (61) est radiale. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cuve (20) présente un fond (22), un orifice latéral (23) d'évacuation du jus ou de la pulpe, et un cône d'évacuation (24) entraîné en rotation par l'organe moteur (10), ce cône (24) étant disposé entre le fond (22) et le tamis (30), de telle sorte que le jus ou la pulpe sortant du tamis (30) et tombant sur le cône (24) est entraîné vers l'orifice d'évacuation (23). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe moteur (10) comprend un arbre (11) d'entraînement du tamis (30) parallèle à l'axe X-X', la pale (61) étant solidaire d'un moyeu (62) monté sur l'arbre (11), l'arbre (11) étant libre en rotation par rapport au moyeu (62). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve (20) comprend une goulotte d'introduction (70) prolongeant l'orifice (40) à l'intérieur du tamis (30), la pale (61) venant en butée contre la goulotte (70) quand le tamis (30) est entraîné en rotation par l'organe moteur (10).