Brevet FR3154023A1 — publié le 20250418

TITRE : Dispositif et procédé de mouture La présente invention concerne un dispositif de mouture caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de paires de cylindres montées en série, lesdites paires de cylindres étant réparties en trois groupes distincts, un premier groupe (B1 à B5) utilisé pour le broyage, un deuxième groupe (CL1 à CL4) utilisé pour le claquage et un troisième groupe (C1 à C6) utilisé pour le convertissage, le dispositif de mouture comportant un module de commande, configuré pour régler la vitesse de rotation de chaque cylindre, les cylindres utilisés pour le broyage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 2,6 et 3,2, les cylindres utilisés pour le claquage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1.26 et 3,1, et les cylindres utilisés pour le convertissage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1,34 et 1,95. Figure d’abrégé : Figure 1 Dispositif et procédé de mouture Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif et un procédé de mouture. Art antérieur Historiquement la mouture dans les moulins à grains était réalisée sur des meules de pierre. La mouture sur pierre est une mouture plutôt brutale et grossière (farines plus grises avec une grande partie des écorces du grain) pour aboutir à des pains complets (croûtes très épaisses avec gros volume de mie et conservation longue). Puis, la mouture sur cylindres a été développée. La mouture sur cylindres a été une vraie révolution technique pour obtenir des farines plus blanches et aboutir aux nouveaux pains du genre baguette (moins de mie et plus de croûte, conservation courte). L’idée est de faire une mouture progressive sans broyer et en respectant les différentes granulométries des grains : - broyage pour écarter les parties cellulosiques du grain (les sons gros), - claquage pour isoler les différentes tailles des semoules, des plus grosses aux plus fines, - convertissage pour isoler les farines basses, remoulages blancs, remoulages bis et sons fins. A chacun de ces passages la partie farine est retirée et collectée dans un système de ramassage (vis à farines) pour en faire un produit fini. Au début du 20ème siècle cette nouvelle meunerie pouvait comprendre jusqu’à trente passages de mouture. Cependant, on s’est vite aperçu que ces procédés étaient trop longs pour finalement ne pas obtenir de meilleures qualités de farines avec un besoin énergétique démesuré et donc improductif. On a donc raccourci les procédés, parfois à l’extrême. Ainsi la meunerie moderne est redevenue presque aussi brutale que la mouture sur meules de pierre. Aujourd’hui, les moulins ont en général entre huit et douze passages de mouture. Cette tendance s’accentue pour une question économique afin de limiter les investissements. En conséquence, les farines doivent souvent être corrigées après la mouture et les qualités des blés à l’entrée doit être standardisée. La plupart des farines produites actuellement présentent des indices glycémiques (IG) élevés. L'indice glycémique (IG) se mesure comme le rapport de l'aire sous la courbe de la glycémie sanguine pendant les 2h suivant l'ingestion de l'aliment étudié sur celle d'un aliment de référence (le glucose ou le pain de mie blanc). Les aliments avec un indice glycémique inférieur à 55 sont classifiés à faible indice glycémique, ceux avec un indice compris entre 56 et 69 sont dits à IG moyen et ceux avec un indice supérieur ou égal à 70 sont à IG élevé. Or, il est maintenant connu qu'une alimentation riche en aliments à haut IG favorise l'apparition de l'insulinorésistance, des diabètes de type 2 et également de l'obésité. Des travaux ont été réalisés pour optimiser les procédés de fabrication du pain afin d'en réduire l'indice glycémique mais très peu ont porté à ce jour sur l'optimisation de la matière première : la farine. Toutes les études s'accordent sur le fait qu'il est très important d'éviter le broyage brutal du grain et d'éviter autant que possible l'échauffement de celui-ci pour ne pas endommager les micronutriments et la structure du granule de l'amidon. Un endommagement de la structure de cette dernière conduit à une augmentation de l'indice glycémique de la farine. Il s'avère que les procédures de broyage actuelles, que ce soit avec meules de pierre ou cylindres, ne sont pas satisfaisantes et sont encore trop drastiques. Des consignes de vitesse de broyage et de température maximales à ne pas dépasser ainsi que des alternatives comme des moulins à induction sont proposées dans des brevets (par exemple dans le document CN107081189), mais le développement d'un processus lent et doux requière des procédés/dispositifs performants et l'expertise du meunier. Au-delà de cet aspect, des résultats récents d'études scientifiques tendent à montrer que - dans le cas des farines complètes - la granulosité des particules de son et leur traitement est de première importante pour les qualités nutritionnelles, fonctionnelles et de stabilité de la farine. Une granulosité assez élevée (400 - 500 µm de diamètre) semble être le compromis idéal entre faible perturbation du réseau de gluten et abaissement de l'indice glycémique. Par contre, il semble que ce paramètre est peu ou pas contrôlé dans les minoteries actuelles. Il existe donc un besoin d'un procédé et d’un dispositif de mouture qui permettent d’obtenir des farines de meilleure qualité et présentant un IG plus faible, tout en étant viables économiquement. Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un dispositif de mouture caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de paires de cylindres montées en série, lesdites paires de cylindres étant réparties en trois groupes distincts, un premier groupe utilisé pour le broyage, un deuxième groupe utilisé pour le claquage et un troisième groupe utilisé pour le convertissage, le dispositif de mouture comportant un module de commande, configuré pour régler la vitesse de rotation de chaque cylindre, les cylindres utilisés pour le broyage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 2,6 et 3,2, les cylindres utilisés pour le claquage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1.26 et 3,1, et les cylindres utilisés pour le convertissage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1,34 et 1,95. L'ensemble de paires de cylindres comprend par exemple quinze paires de cylindres. Le premier groupe utilisé pour le broyage peut comprendre cinq paires de cylindres, le deuxième groupe utilisé pour le claquage peut comprendre quatre paires de cylindres, et le troisième groupe utilisé pour le convertissage peut comprendre six paires de cylindres. Selon un mode de réalisation de l’invention, les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : B1 = 300/115 - 2,6 B2 = 300/105 - 2,9 B3 = 330/115 - 2,8 B4 = 260/80 - 3,2 B5 = 260/80 - 3,25 Où B1 à B5 désignent respectivement les cinq paires de cylindres du premier groupe de paires de cylindres. Selon un mode de réalisation de l’invention, les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : CL1 = 250/80 - 3,12 CL2 = 215/170 - 1,26 CL3 = 215/165 - 1,3 CL4 = 145/110 - 1,32 Où CL1 à CL4 désignent respectivement les quatre paires de cylindres du deuxième groupe de paires de cylindres. Selon un mode de réalisation de l’invention, les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : C1 = 215/110 - 1.95 C2 = 270/215 - 1.25 C3 = 215/160 - 1.34 C4 = 215/160 - 1.34 C5 = 215/160 - 1.34 C6 = 215/160 - 1.34 Où C1 à C6 désignent respectivement les six paires de cylindres du troisième groupe de paires de cylindres. L’invention a également pour objet un procédé de mouture destiné à être mis en œuvre par le dispositif de mouture décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape d'alimentation des grains, dans laquelle les grains bruts sont acheminés vers le dispositif de mouture à partir d’un module d'alimentation, - une étape de broyage, dans laquelle les grains sont introduits dans les paires de cylindres du premier groupe de paires de cylindres où ils subissent un broyage initial, - une étape de claquage, dans laquelle la mouture résultante du broyage initial est transférée dans les paires de cylindres du deuxième groupe de paires de cylindres, - une étape de convertissage, dans laquelle la mouture claquée est acheminée vers les paires de cylindres du troisième groupe de paires de cylindres, et - une étape d'évacuation de la farine, dans laquelle la farine obtenue est évacuée du dispositif de mouture et prête à être emballée ou utilisée dans diverses applications alimentaires. Les étapes de broyage, de claquage et de convertissage peuvent être répétées plusieurs fois, de préférence seize fois. Liste des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles : FIG. 1 est une vue fonctionnelle partielle d’un dispositif de mouture selon un mode de réalisation de l’invention ; et FIG. 2 est un schéma des étapes d’un procédé de mouture selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée de modes de réalisation de l’invention Dispositif La FIG. 1 représente un dispositif de mouture de grains. Le dispositif de mouture comprend un ensemble de paires de cylindres montées en série. L’ensemble de paires de cylindres comprend par exemple quinze paires de cylindres. Le dispositif de mouture a pour objectif d’effectuer efficacement le broyage initial, le claquage intermédiaire, et le convertissage final des grains, permettant ainsi d'obtenir des particules de taille uniforme et la conversion souhaitée des matières premières (grains) en produits finis (farines). Les paires de cylindres sont montées en série les unes par rapport aux autres, dans un plan horizontal. Chaque cylindre est monté de manière rotative autour de son axe. Les paires de cylindres sont réparties en trois groupes distincts : un premier groupe utilisé pour le broyage, un deuxième groupe utilisé pour le claquage et un troisième groupe utilisé pour le convertissage. Par exemple, le premier groupe utilisé pour le broyage comprend cinq paires de cylindres B1 à B5, le deuxième groupe utilisé pour le claquage comprend quatre paires de cylindres CL1 à CL4, et le troisième groupe utilisé pour le convertissage comprend six paires de cylindres C1 à C6. Les cylindres de chaque paire sont espacés l’un par rapport à l’autre, la distance entre les deux cylindres de la paire étant réglable. La distance entre les cylindres de chaque paire est ajustée à l'aide de mécanismes de réglage précis, permettant un contrôle précis de la taille des particules et du degré de conversion des grains à chaque étape du processus. Le dispositif de mouture comporte un module d’alimentation 1, configuré pour acheminer les grains jusqu’à la première paire de cylindre B1. Le dispositif comporte un module d’évacuation 2, configuré pour évacuer la farine en sortie de la dernière paire de cylindres C6. Les grains à traiter sont ainsi introduits dans le premier groupe de cylindres B1 à B5, où ils subissent un broyage initial. La mouture résultante est transférée au deuxième groupe de cylindres CL1 à CL4 pour le claquage intermédiaire, puis finalement au troisième groupe de cylindres C1 à C6 pour le convertissage final. Les cylindres sont par exemple réalisés en métal et sont dotés de surfaces de mouture adaptées aux différentes étapes du processus. Leurs surfaces peuvent être lisses ou cannelées. Le dispositif de mouture comprend un module de sécurité, pour prévenir tout accident pendant son fonctionnement. Des modules de nettoyage et d'entretien peuvent également être prévus pour faciliter son maintien en bon état de fonctionnement. Le dispositif de mouture comporte un module de commande, configuré pour régler la vitesse de rotation de chaque cylindre B1 à B5, CL1 à CL4 et C1 à C6. Les cylindres de chaque paire de cylindres sont réglés pour tourner à des vitesses différentes, créant ainsi une action de mouture spécifique. La vitesse des cylindres et le rapport de vitesse entre le cylindre rapide et le cylindre lent de chaque paire, détermine sensiblement la qualité du broyage. Les cylindres de broyage B1 à B5 ont un rapport de vitesse entre les deux cylindres de chaque paire compris entre 2,6 et 3,2. Ainsi, le cylindre rapide de la paire B1 tourne à 300 tours/min et le lent à 115 tours/min soit un rapport 2,6. Pour le broyeur B5 ce rapport est de 3,25. Le broyage à vitesse relativement lente favorise une décomposition progressive douce du broyat en vue d'obtenir des sons propres et non couverts et une séparation rapide de la partie farineuse du broyat. On donne ci-dessous un exemple des valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant : B1 = 300/115 – 2,6 B2 = 300/105 – 2,9 B3 = 330/115 – 2,8 B4 = 260/80 - 3,2 B5 = 260/80 - 3,25 Les cylindres de claquage ont un rapport de vitesse entre les deux cylindres de 3,1 pour la paire CL1 et d’environ 1,3 pour les trois autres paires CL2, CL3 et CL4. La vitesse du cylindre rapide est comprise entre 145 et 250 tours/minute. La paire CL1 travaille des semoules relativement grosses que le passage rapide combiné à un écartement assez large entre les cylindres permet de ménager pour ne pas abîmer la structure des grains. La paire CL2 et les suivantes CL3 et CL4 ont un rapport de vitesse compris entre 1,26 et 1,32 et sont plus serrés tout en veillant à ne pas endommager l'amidon de la farine. On donne ci-dessous un exemple des valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant : CL1 = 250/80 – 3,12 CL2 = 215/170 – 1,26 CL3 = 215/165 – 1,3 CL4 = 145/110 – 1,32 Les cylindres de convertissage C1 à C6 ont un rapport de vitesse entre les deux cylindres compris entre 1,34 et 1,95. Les cylindres de convertissage, notamment les cylindres de la paire C1, ont pour mission de ne pas endommager l'amidon. Le réglage des cylindres est fait de telle façon à ne pas chauffer la farine. Ainsi au toucher à la main, la température du cylindre est juste tiède. La vitesse du cylindre rapide est comprise entre 215 et 270 tours/min. On donne ci-dessous un exemple des valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant : C1 = 215/110 - 1.95 C2 = 270/215 - 1.25 C3 = 215/160 - 1.34 C4 = 215/160 - 1.34 C5 = 215/160 - 1.34 C6 = 215/160 - 1.34 Procédé On décrit ci-dessous les étapes du procédé de mouture selon un mode de réalisation de l’invention. Le procédé comprend une étape S1 d’alimentation des grains, dans laquelle les grains bruts sont acheminés vers le dispositif de mouture à partir du module d'alimentation 1. Un mécanisme d'alimentation précis assure un flux uniforme de grains vers le dispositif de mouture. Le procédé comprend une étape S2 de broyage initial, dans laquelle les grains sont introduits dans la première chambre de broyage où ils subissent un broyage initial. Cette étape est réalisée par les paires de cylindres B1 à B5. Cette étape S2 réduit la taille des particules tout en préservant l'intégrité des composants essentiels des grains. Le procédé comprend une étape S3 de claquage intermédiaire, dans laquelle la mouture résultante du broyage initial est transférée à la deuxième chambre de claquage, où une action de claquage soigneusement contrôlée est appliquée. Cette étape est réalisée par les paires de cylindres CL1 à CL4. Cela permet de casser davantage les particules et d'améliorer la texture de la farine. Le procédé comprend une étape S4 de convertissage final, dans laquelle la mouture claquée est acheminée vers la troisième chambre de convertissage, où elle est soumise à un convertissage final. Cette étape est réalisée par les paires de cylindres C1 à C6. Cette étape optimise la granulométrie de la farine et permet d'atteindre la finesse de mouture souhaitée. Les étapes S2 à S4 sont réalisées avec les réglages d’écartement des cylindres de chaque paire, de vitesse de chaque cylindre et de rapport de vitesse entre les cylindres de chaque paire décrits ci-dessus en référence au dispositif de mouture. Les étapes S2 à S4 peuvent être répétées plusieurs fois. Cette itération permet d’améliorer encore la qualité de la farine finale. Les étapes S2 à S4 sont par exemple répétées seize fois. Le procédé comprend une étape S5 de séparation des composants, dans laquelle la farine résultante est séparée des particules indésirables telles que les enveloppes ou les impuretés. Un système de tamisage ou de séparation est utilisé pour garantir la pureté de la farine. Le procédé comprend une étape S6 d’évacuation de la farine, dans laquelle la farine de qualité supérieure obtenue est évacuée du dispositif de mouture et prête à être emballée ou utilisée dans diverses applications alimentaires. Ce procédé de mouture offre plusieurs avantages, notamment une production efficace, une qualité de farine constante et la préservation des composants nutritionnels des grains bruts. Ce procédé de mouture est applicable à diverses industries alimentaires, notamment la boulangerie, la pâtisserie, la production de pâtes et bien d'autres, où une farine de haute qualité est essentielle pour la fabrication de produits finis de qualité supérieure. Le tableau ci-dessous présente une comparaison de certaines caractéristiques de la farine obtenue par le procédé de l’invention et d’une farine classique actuelle : Lot Protéines Hté Hagberg Cendres Farine selon l’invention 7 11,7 13,8 353 1,54 Farine classique 623545 10,9 13,9 345 1,4 La granulométrie présente également des différences. Produit fini selon l’invention : -farine 65.08 gr (160my) -farines rondes 12.58 gr (180 my) -sons fins et remoulages 13.60gr -recoupettes 4.02gr -sons gros 3.62gr Produit fini classique : -farine 52.53 gr (160my) -farines rondes 9.38 gr ( 180 my) -sons fins et remoulages 26.85gr -recoupettes 9.20gr -sons gros 0.00gr Comme on peut le constater, l’assemblage des granulométries est complètement différent entre les deux farines. La mouture douce de la farine obtenue selon l’invention est plus équilibrée, avec un total de farine de 77.66%, par rapport à un total de farine de 61.91% pour la farine classique. La quantité de farine est donc bien mieux extraite en mouture douce qu’avec les procédés industriels actuels. De plus, la partie farine extraite est non seulement plus importante en quantité mais a également un indice glycémique plus bas, de l’ordre de 10%. Dispositif de mouture caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de paires de cylindres montées en série, lesdites paires de cylindres étant réparties en trois groupes distincts, un premier groupe (B1 à B5) utilisé pour le broyage, un deuxième groupe (CL1 à CL4) utilisé pour le claquage et un troisième groupe (C1 à C6) utilisé pour le convertissage, le dispositif de mouture comportant un module de commande, configuré pour régler la vitesse de rotation de chaque cylindre, les cylindres utilisés pour le broyage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 2,6 et 3,2, les cylindres utilisés pour le claquage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1.26 et 3,1, et les cylindres utilisés pour le convertissage ayant un rapport de vitesse entre les deux cylindres d’une paire de cylindres compris entre 1,34 et 1,95. Dispositif de mouture selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble de paires de cylindres comprend quinze paires de cylindres. Dispositif de mouture selon la revendication 2, dans lequel le premier groupe utilisé pour le broyage comprend cinq paires de cylindres (B1 à B5), le deuxième groupe utilisé pour le claquage comprend quatre paires de cylindres (CL1 à CL4), et le troisième groupe utilisé pour le convertissage comprend six paires de cylindres (C1 à C6). Dispositif de mouture selon la revendication 3, dans lequel les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : B1 = 300/115 - 2,6 B2 = 300/105 - 2,9 B3 = 330/115 - 2,8 B4 = 260/80 - 3,2 B5 = 260/80 - 3,25 Où B1 à B5 désignent respectivement les cinq paires de cylindres du premier groupe de paires de cylindres. Dispositif de mouture selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : CL1 = 250/80 - 3,12 CL2 = 215/170 - 1,26 CL3 = 215/165 - 1,3 CL4 = 145/110 - 1,32 Où CL1 à CL4 désignent respectivement les quatre paires de cylindres du deuxième groupe de paires de cylindres. Dispositif de mouture selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les valeurs de rotation du cylindre rapide (en tours/min), du cylindre lent (en tours/minutes) et du rapport de vitesse correspondant sont : C1 = 215/110 - 1.95 C2 = 270/215 - 1.25 C3 = 215/160 - 1.34 C4 = 215/160 - 1.34 C5 = 215/160 - 1.34 C6 = 215/160 - 1.34 Où C1 à C6 désignent respectivement les six paires de cylindres du troisième groupe de paires de cylindres. Procédé de mouture destiné à être mis en œuvre par le dispositif de mouture selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape d'alimentation des grains, dans laquelle les grains bruts sont acheminés vers le dispositif de mouture à partir d’un module d'alimentation (1), - une étape de broyage, dans laquelle les grains sont introduits dans les paires de cylindres du premier groupe de paires de cylindres (B1 à B5) où ils subissent un broyage initial, - une étape de claquage, dans laquelle la mouture résultante du broyage initial est transférée dans les paires de cylindres du deuxième groupe de paires de cylindres (CL1 à CL4), - une étape de convertissage, dans laquelle la mouture claquée est acheminée vers les paires de cylindres du troisième groupe de paires de cylindres (C1 à C6), et - une étape d'évacuation de la farine, dans laquelle la farine obtenue est évacuée du dispositif de mouture et prête à être emballée ou utilisée dans diverses applications alimentaires. Procédé de mouture selon la revendication 7, dans lequel les étapes de broyage, de claquage et de convertissage sont répétées plusieurs fois, de préférence seize fois.