Brevet FR2881925A1 — publié le 20060818

L'invention concerne un pétrin pour pâte alimentaire à base de farine et d'eau, muni de plusieurs outils de pétrissage ainsi qu'une installation comprenant un tel pétrin. Pour assurer un bon pétrissage de la pâte alimentaire, notamment de boulangerie, les pétrins doivent être agencés pour faire subir à la pâte une succession de cisaillements et d'étirements à l'intérieur de la cuve. io Pour ce faire, on connaît dans l'art antérieur principalement deux types de pétrins de pâtes alimentaires: les pétrins à axe oblique, comportant une cuve de révolution tournante et des outils de pétrissage rotatifs (dont l'axe est oblique) plongeant dans la cuve; les pétrins à spirales, comportant également une cuve de révolution tournante et des outils de pétrissage rotatifs plongeant dans la cuve. Ces pétrins de l'art antérieur présentent principalement des inconvénients liés à la présence d'outils plongeant par le dessus la cuve, rendant l'accès à celle-ci difficile lors du chargement et du déchargement de la pâte à pétrir. Certains de ces pétrins disposent de têtes porteuses d'outils relevables qui dégagent l'outil de la cuve mais n'offrent pas un accès complètement libre. Par ailleurs, la configuration à outils plongeants et cuve tournante des pétrins à axe oblique et des pétrins à spirales ne permet pas de rendre la cuve étanche pendant le pétrissage, rendant ainsi impossibles les pétrissages sous atmosphère contrôlée (vide ou pression de gaz déterminée) . Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients de l'art antérieur, tout en assurant une succession d'étirement / cisaillement de la pâte qui soit optimale pour le pétrissage d'une pâte alimentaire à base de farine et d'eau. A cet effet, l'invention a comme premier objet un pétrin pour pâte alimentaire à base de farine et d'eau, comprenant au moins deux outils de pétrissage, un bâti supportant d'une part io une cuve pour contenir la pâte à pétrir et d'autre part des moyens de motorisation pour entraîner en rotation la cuve et les outils de pétrissage, dans lequel le fond de ladite cuve est solidaire d'un arbre relié aux moyens de motorisation pour entraîner la cuve en rotation, chaque outil de pétrissage comprend un arbre monté en rotation dans le fond de la cuve et qui coopère avec les moyens de motorisation pour que la rotation de la cuve provoque la rotation desdits outils de pétrissage. Les outils de pétrissage étant fixés sur le fond de la cuve, le dessus de celle-ci est complètement libéré pour les opérations de chargement et de déchargement ainsi que pour l'ajout d'ingrédients pendant la préparation. En second lieu, le principe d'entraînement des outils par la rotation de la cuve permet de n'employer qu'une seule motorisation associée à une transmission très simple et compacte participant ainsi à un pétrin simple, fiable et d'un coût de fabrication bien inférieur aux réalisations de l'art antérieur. De même, le bâti, n'ayant plus à assurer des fonctions complexes de support des différentes motorisations, de la cuve et des outils, se réduit à un simple support de l'ensemble cuve motorisation transmission. La cuve, destinée à tourner sur elle-même pendant le s pétrissage, est de préférence un volume de révolution, par exemple un cylindre, mais elle peut également prendre d'autres formes, par exemple sensiblement oblongue. Selon un mode de réalisation, les moyens de motorisation du lo pétrin comprennent un moto-réducteur relié à l'arbre solidaire de la cuve, une couronne dentée traversée par ledit arbre, libre par rapport à cet arbre et solidaire du moto-réducteur, chaque arbre des outils de pétrissage portant un pignon en prise directe avec ladite couronne dentée. La couronne dentée peut être pourvue d'une denture extérieure, les pignons portés par les axes des outils de pétrissage engrenant sur le périmètre externe de la couronne dentée ou bien, en variante, elle peut être pourvue d'une denture intérieure, les pignons engrenant alors sur le périmètre interne de la couronne dentée. Dans une variante de ce mode de réalisation, lesdits pignons et ladite couronne dentée sont situés sensiblement dans le même plan et, plutôt que d'être en prise directe, sont en prise par l'intermédiaire d'un moyen de transmission synchrone tel qu'une courroie crantée ou une chaîne. Dans ce cas, la couronne dentée porte autant d'étages de denture qu'il y a de pignons à entraîner, et une chaîne ou courroie relie chaque pignon à l'étage denté correspondant de la couronne. Afin d'améliorer l'efficacité de la phase de pétrissage, il peut être prévu un autre mode de réalisation dans lequel la cuve de pétrissage est montée sur un dispositif de basculement permettant de former un angle a entre l'axe de rotation de la cuve et la verticale. Cette disposition a l'avantage de permettre l'inclinaison de la cuve pendant le pétrissage de manière à s'aider de la gravité pour favoriser la circulation de la pâte à pétrir dans la cuve. La capacité d'inclinaison du pétrin peut aussi être utilisée io pour faciliter le chargement et le déchargement des ingrédients de la pâte. Dans cette optique, le bâti peut comprendre, dans ses parties en contact avec le sol, des prises destinées à coopérer avec les fourches d'un chariot élévateur afin de déplacer le pétrin vers une zone de déchargement, éventuellement en altitude, et de procéder au déchargement en faisant basculer la cuve. Il est également envisageable de doter le pétrin de caractéristiques supplémentaires pour des pétrins particuliers. La cuve du pétrin peut par exemple être pourvue d'un couvercle relevable permettant le pétrissage dans une enceinte fermée pour des raisons de sécurité. En outre, le couvercle peut comprendre une trappe d'introduction des ingrédients de la pâte à pétrir. Selon cette réalisation, l'introduction des ingrédients ainsi que le pétrissage sont réalisés dans une enceinte fermée, ce qui permet de limiter les contacts entre l'opérateur et notamment les poussières de farine de sorte à limiter la survenances des maladies professionnelles liées à la respiration répétée de poussières. De plus, un tel couvercle peut être agencé pour, lorsqu'il est en position fermée, former avec la cuve une enceinte étanche comprenant un dispositif d'injection ou de pompage de gaz destiné à créer dans ladite enceinte étanche une atmosphère de pétrissage contrôlée. En particulier, en fonction du procédé de pétrissage souhaité, on peut prévoir un pétrissage sous vide partiel ou sous pression de gaz neutre ou de gaz enrichi en oxygène. to De même, la cuve de pétrissage peut comprendre, dans l'épaisseur de ses parois, un dispositif de circulation de fluides de chauffage ou de refroidissement afin de procéder à des pétrissages à température contrôlée. L'invention a également pour objet une installation comprenant un pétrin tel que décrit précédemment ainsi qu'un dispositif de déchargement de la pâte pétrie. Une telle installation comprend un pétrin à cuve basculante, une trémie et un dispositif de convoyage de la pâte pétrie, ces trois éléments étant agencés de telle sorte que, en fin de pétrissage, le basculement de la cuve provoque la chute de la pâte pétrie dans la trémie, celle-ci orientant ladite pâte vers le dispositif de convoyage. Dans un mode de réalisation de l'installation, le pétrin est monté sur un élévateur intégré permettant le déversement de la pâte pétrie dans une trémie en altitude. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après relative aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue latérale d'un pétrin à deux outils selon l'invention, la cuve, la motorisation et la transmission étant vues en coupe; - la figure 2 est une vue de dessus du pétrin de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective du pétrin de la figure 1, - la figure 4 est une vue en perspective d'un pétrin selon une variante du mode de réalisation de la figure 1; - la figure 5 représente une installation selon l'invention; io - la figure 6 représente une installation selon un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue en perspective d'un pétrin à trois outils selon l'invention; - la figure 8 est une vue de côté d'une variante des modes de réalisation des figures 1 ou 7 dans laquelle la cuve est pourvue d'un couvercle. Le pétrin 1 représenté sur les figures 1 à 8 est constitué d'un bâti 2 formant un socle en liaison pivot selon un axe horizontal avec le support 3 d'un moto-réducteur 4. Une cuve 5, destinée à contenir la pâte à pétrir, et des outils 6 de pétrissage rotatifs forment un ensemble supporté par le moto-réducteur 4. Plus précisément, le moto-réducteur 4 comporte un arbre 7 de sortie à plateau sur lequel est fixée la cuve 5 de pétrissage de manière que la rotation dudit arbre 7 entraîne la rotation de la cuve 5 suivant sa direction axiale. Une couronne dentée 8 est fixée sur le corps du moto-réducteur 4, entre le moto-réducteur 4 et le fond de la cuve 5 et entourant l'arbre 7 de sortie du moto-réducteur 4, la direction axiale de la roue dentée 8 étant confondue avec l'axe de rotation de la cuve 5 et de l'arbre 7 de sortie du moto-réducteur. Selon le mode de réalisation de la figure 1, le pétrin 1 comprend deux outils de pétrissage 6a, 6b, montés de part et d'autre de l'axe de rotation de la cuve 5, lesdits outils sont constitués chacun de deux bras soudés sur un arbre monté tournant dans un palier étanche 9a, 9b solidaire du fond de la io cuve 5. Chacun de ces arbres débouche de la paroi externe du fond de la cuve 5, du côté du moto-réducteur 4, et comprend, fixé à cette extrémité, un pignon 10a, 10b engrainant sur la couronne dentée 8. Les bras de chacun des outils sont situés dans des plans perpendiculaires entre eux et lesdits outils balayent des volumes s'imbriquant l'un dans l'autre. Dans le mode de réalisation de la figure 7, le pétrin comprend trois outils de pétrissage 6a-6c, disposés à 120 les uns des autres autour de l'axe de rotation de la cuve, ces outils balayant des volumes s'imbriquant les uns dans les autres. Dans les deux modes de réalisation décrits, chaque outil de pétrissage est agencé de sorte à balayer un volume dont l'enveloppe est d'une part tangente à la périphérie interne de la cuve et d'autre part s'étend à proximité du centre de la cuve. Ainsi, le pétrin selon l'invention permet, lors de la rotation des outils, d'obtenir une zone de cisaillement de la pâte au voisinage du centre de la cuve et des zones d'étirement de ladite pâte entre la périphérie interne de la cuve et chacun des outils. En particulier, avec deux outils, la zone de cisaillement est double car formée par deux bras de chacun des outils qui tournent en sens inverse, alors qu'avec trois outils, la zone de cisaillement est triple. Concernant les zones d'étirement, elles sont réalisées de façon particulièrement efficace du fait de la rotation conjointe de la cuve et des outils. io Ces réalisations permettent d'obtenir une succession de cisaillements et d'étirements de la pâte, ce qui est bénéfique pour un bon pétrissage d'une pâte alimentaire à base de farine et d'eau. Dans d'autres modes de réalisation, on peut prévoir un nombre d'outils différents ou de forme différentes de sorte à modifier la nature ou le nombre des zones d'étirement / cisaillement de la pâte. Selon une variante des modes de réalisation du pétrin selon l'invention, on peut prévoir que la cuve comprenne un couvercle 20 relevable. Selon la représentation de la figure 8, le couvercle 20 est monté sur la cuve 5 au moyen d'un bras articulé 21 au bâti 2 de sorte à pouvoir fermer la cuve 5 de façon hermétique. En particulier, un joint peut être prévu au contact entre la cuve 5 et le couvercle 20. En outre, le couvercle comprend une trappe sécurisée 22 d'introduction des ingrédients de la pâte à pétrir, ce qui permet de limiter les contacts entre l'opérateur et la poussière desdits ingrédients lorsque ceux-ci sont introduits dans la cuve. La figure 8 montre également un raccord tournant 23 qui est agencé pour être associé à la trappe 22 de sorte à permettre l'injection d'un gaz ou le pompage. L'ensemble cuve outils de pétrissage motorisation transmission est ainsi porté par le support 3 du moto-réducteur 4 et peut s'incliner par rapport au bâti 2. Le pétrin 1 que l'on vient de décrire fonctionne de la manière indiquée ci-après. i0 La cuve 5 est entraînée en rotation par le moto-réducteur 4. Ce mouvement de révolution de la cuve 5 entraîne les axes des outils de pétrissage 6 à décrire une trajectoire circulaire, autour de l'axe de rotation de la cuve 5, en faisant rouler les pignons 10a, 10b sur la couronne dentée fixe 8, provoquant ainsi la rotation des outils 6. La conception générale du pétrin est telle que l'ensemble comprenant la cuve 5, le moto-réducteur 4 et les moyens de transmission est en liaison pivot avec le socle 2 et permet d'incliner la cuve 5 de sorte que l'axe de rotation de la cuve 5 forme un angle a avec la verticale (voir figure 1). Il est ainsi possible de former un angle a pendant le pétrissage, ceci permettant d'augmenter l'efficacité du pétrissage vis-à-vis des zones mortes c'est à dire des volumes de la cuve 5 qui ne sont pas balayés par les outils 6 et où la pâte a tendance à stagner. Avec une inclinaison appropriée durant la phase de pétrissage, la pâte se trouvant dans les zones mortes tombe par gravité dans les volumes balayés par les outils. i0 Il est aussi possible d'utiliser les possibilités d'inclinaison de la cuve 5, en fin de pétrissage, à des fins de déchargement de la pâte pétrie. s On peut prévoir un déchargement très simple en équipant le pétrin de prises 11 pour fourches de chariot élévateur et, au moment du déchargement, porter le pétrin à l'endroit et à la hauteur voulue puis faire basculer fortement la cuve de manière à la vider. La figure 4 donne un exemple d'un tel io pétrin. Des installations permettant le déchargement sont également présentées aux figures 5 et 6. ls Sur la figure 5, il s'agit d'un pétrin fixé à la hauteur du sol, déversant dans une trémie 12 en contrebas. La figure 6 décrit un pétrin fixé sur une colonne élévatrice 14 et déversant dans une trémie 15 en altitude. Le pétrin décrit ci-dessus présente notamment les avantages de: permettre un accès total à la cuve 5 pour la phase de chargement ou de déchargement; disposer d'un mécanisme simple et robuste donc fiable; être réalisable à un coût inférieur à celui des pétrins équivalentes grâce à la réduction du nombre et à la simplification des pièces en mouvement; -permettre un pétrissage sous atmosphère contrôlée; limiter les contacts entre l'opérateur et les poussières issues des ingrédients de la pâte à pétrir; fournir des zones de cisaillement et d'étirement de la pâte qui sont modulables et dont la cinématique est adaptée 2881925 Il pour un pétrissage optimal d'une pâte alimentaire à base de farine et d'eau. REVENDICATIONS 1 Pétrin (1) pour pâte alimentaire à base de farine et d'eau, comprenant au moins deux outils (6) de pétrissage, un bâti s (2) supportant d'une part une cuve (5) pour contenir la pâte à pétrir et d'autre part des moyens (4, 8) de motorisation pour entraîner en rotation la cuve (5) et les outils de pétrissage (6) caractérisé en ce que le fond de ladite cuve (5) est solidaire d'un arbre (7) relié aux moyens (4, 8) de lo motorisation pour entraîner la cuve (5) en rotation, chaque outil (6a, 6b) de pétrissage comprend un arbre monté en rotation dans le fond de la cuve (5) et qui coopère avec les moyens de motorisation (4, 8) pour que la rotation de la cuve (5) provoque la rotation desdits outils (6) de pétrissage. 2. Pétrin selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de motorisation comprennent un moto-réducteur (4) relié à l'arbre (7) solidaire de la cuve (5), une couronne dentée (8) traversée par ledit arbre (7), libre par rapport à cet arbre (7) et solidaire du motoréducteur (4), en ce que chaque arbre des outils (6) de pétrissage porte un pignon (10a; 10b) en prise directe avec ladite couronne dentée (8). 3. Pétrin selon la revendication 2 caractérisé en ce que la couronne dentée (8) est pourvue d'une denture extérieure, lesdits pignons (10a, 10b) engrenant sur le périmètre externe de la couronne dentée (8). 4. Pétrin selon la revendication 2 caractérisé en ce que la couronne dentée (8) est pourvue d'une denture intérieure, lesdits pignons (10a, 10b) engrenant sur le périmètre interne de la couronne dentée (8). 5. Pétrin selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de motorisation comprennent un moto-réducteur relié à l'arbre solidaire de la cuve, une couronne dentée traversée par ledit arbre, libre par rapport à cet arbre et solidaire du moto-réducteur, en ce que chaque arbre des outils de pétrissage porte un pignon, lesdits pignons et ladite couronne dentée étant situés sensiblement dans le même plan et étant en prise par l'intermédiaire d'un moyen de transmission synchrone. 6. Pétrin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque outil de pétrissage est agencé de sorte à balayer un volume dont l'enveloppe est d'une part tangente à la périphérie interne de la cuve et d'autre part s'étend à proximité du centre de la cuve. 7 Pétrin selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque outil comprend deux bras opposés, les bras de chacun des outils étant situés dans des plans agencés de sorte que lesdits outils balayent des volumes s'imbriquant les uns dans les autres. 8. Pétrin selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux outils de pétrissage (6a, 6b), les bras de chacun des outils étant situés dans des plans perpendiculaires entre eux. 9. Pétrin selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte trois outils de pétrissage (6a-6c), disposés à 120 les uns des autres autour de l'axe de rotation de la cuve (5). 10. Pétrin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite cuve (5) est sensiblement cylindrique. 11. Pétrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ladite cuve (5) est sensiblement 10 oblongue. 12. Pétrin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite cuve (5) est montée sur un dispositif de basculement permettant de 1s former un angle a entre l'axe de rotation de la cuve (5) et la verticale. 13. Pétrin selon la revendication 12 caractérisé en ce que la cuve (5) et les moyens (4, 8) de motorisation forment un 20 ensemble relié au bâti (2) par une liaison pivot. 14. Pétrin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite cuve (5) comprend un couvercle relevable (20) . 15. Pétrin selon la revendication 14, caractérisé en ce que le couvercle (20) comprend une trappe (22) d'introduction des ingrédients de la pâte à pétrir. 16. Pétrin selon la revendication 14 ou 15 caractérisé en ce que ledit couvercle en position fermée forme avec la cuve (5) une enceinte étanche comprenant un dispositif d'injection ou de pompage de gaz destiné à créer dans ladite enceinte une atmosphère de pétrissage contrôlée. 17. Pétrin selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite cuve (5) comprend, dans l'épaisseur de ses parois, un dispositif de circulation de fluides de chauffage ou de refroidissement. 18. Pétrin selon l'une quelconque des revendications io précédentes caractérisé en ce que ledit bâti (2) comprend, dans ses parties en contact avec le sol, des prises (11) destinées à coopérer avec les fourches d'un chariot élévateur. 19. Installation industrielle de pétrissage caractérisée en ce qu'elle comprend un pétrin (1) selon les revendications 12 ou 13, une trémie (12; 15) et un dispositif (13) de convoyage de la pâte pétrie, ces trois éléments étant agencés de telle sorte que, en fin de pétrissage, le basculement de la cuve (5) provoque la chute de la pâte pétrie dans la trémie (12; 15), celle-ci orientant ladite pâte pétrie vers le dispositif (13) de convoyage. 20. Installation industrielle de pétrissage selon la revendication 19 caractérisée en ce que le pétrin est monté sur un élévateur intégré (14) permettant le déversement de la pâte pétrie dans une trémie (15) en altitude.