URBANIACK, Jean (22 rue du Carrousel, Villeneuve d'Ascq, F-59650, FR)
FIEBIG, Michaël (22 rue du Carrousel, Villeneuve d'Ascq, F-59650, FR)
HERLANT, Philippe (22 rue du Carrousel, Villeneuve d'Ascq, F-59650, FR)
URBANIACK, Jean (22 rue du Carrousel, Villeneuve d'Ascq, F-59650, FR)
FIEBIG, Michaël (22 rue du Carrousel, Villeneuve d'Ascq, F-59650, FR)
REVENDICATIONS
1. Moulin (1) pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits, ledit moulin comprenant au moins deux rouleaux de pressage (2) tournant en des sens opposés pour entraîner et presser la nappe de produits au niveau d'une zone (3) de compression et d'évacuation des jus et d'une zone (4) aval de sortie de la nappe de produits, l'un au moins des deux rouleaux (2) présentant des gorges annulaires périphériques (5i), prévues pour l'écoulement des jus extraits, le moulin présentant, en outre, des moyens (7) pour limiter la réabsorption du jus de canne après pressage, présentant, dans la zone (4) aval de sortie de ladite nappe de produits, d'une part, un canal (8) anti-expansion, situé en aval de la zone de pressage (3), et à l'intérieur duquel la nappe des produits pressés est dirigée, contrainte par les rouleaux (2) en rotation, et d'autre part, des moyens (9) de réglage de la section du canal (8), pour compacter ladite nappe dans le canal, au moins localement, caractérisé en ce que ledit canal (8) anti-expansion présente au moins une section de longueur sur laquelle le canal est divergent, dite zone de détente, suivie par lesdits moyens (9) de réglage de la section du canal (8) pour rendre le canal convergent sur une section de longueur correspondante, dite zone de contre-pression. 2. Moulin selon la revendication 1 , dans lequel le canal (8) antiexpansion présente trois sections de longueur successives, à savoir :
- une première section de longueur (20) sur laquelle le canal (8) est convergent,
- une seconde section de longueur (30) sur laquelle le canal (8) est divergent, dite zone de détente,
- une troisième section de longueur (40) sur laquelle le canal
(8) est convergent, correspondant à ladite zone de contre-pression.
3. Moulin selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le canal est pourvu d'orifices (21 ; 35) pour l'évacuation des jus. 4. Moulin selon la revendication 1 , dans lequel lesdits moyens
(9) de réglage sont constitués par au moins une came pivotante (10) dont la paroi de guidage est inclinable.
5. Moulin selon la revendication 4, dans lequel ladite zone de contre-pression est pourvue de deux cames pivotantes.
6. Moulin selon l'une des revendications 1 à 5 présentant, en outre, un capteur de force ou un capteur de couple ciblant les efforts induits par la nappe compactée dans le canal (8) sur ladite came (10), le moulin présentant, en outre, des moyens pour asservir l'inclinaison de la came en fonction des signaux de mesure du capteur et d'une valeur de consigne donnée. 7. Moulin selon l'une des revendications 1 à 6, présentant des moyens (11) de réglage de l'inclinaison de la came constitués par un vérin
(12).
8. Moulin selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la direction moyenne (13) du canal (8) anti-expansion est oblique, descendante. 9. Moulin selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les deux rouleaux de pressage (2) sont pourvus de gorges annulaires périphériques (6), le moulin présentant pour chaque rouleau un élément peigne (6).
10. Moulin selon l'une des revendications 1 à 9, présentant trois rouleaux suivant une conformation en triangle, deux des rouleaux étant les rouleaux de pressage (2), le troisième étant un rouleau (14) d'amenée et de guidage de la nappe de produits. |
Titre : Moulin pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits.
La présente invention concerne un moulin pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits. Aujourd'hui, pour l'extraction du jus des cannes à sucre, tout d'abord, on met en oeuvre une étape préalable, pendant laquelle la canne à sucre est préparée à l'aide de matériels tels que des couteaux, des préparateurs, ou des dispositifs déchiqueteurs connus sous la dénomination « shredder ». Par exemple, un shredder est constitué d'un rotor mobile comportant un ensemble de 100 à 200 marteaux de 20 à 30 kg tournant à des vitesses pouvant aller de 900 à 1100 tours/min, permettant d'ouvrir les cellules de canne contenant le jus sucré afin de permettre l'extraction du jus par des moulins. Les produits ainsi préparés alimentent un système de pressage composé généralement par une batterie 4 à 7 moulins en série. Chaque moulin extrait une partie du jus. Cela permet à la batterie d'extraire jusqu'à 98 % environ du sucre contenu dans la canne.
Les moulins connus comprennent généralement au moins trois rouleaux de pressage tournant dans des sens opposés, notamment constitués par des cylindres à chevrons. Ces derniers comportent aussi des gorges pour une meilleure évacuation du jus. Entre ces zones de pression, il est connu de guider la canne pressée en utilisant une lame de bagassière gardant compactée la canne afin d'extraire au mieux le jus de canne. Toutefois, au niveau de ladite lame de bagassière, on remarque une perte d'énergie par frottement de la canne. On observe par ailleurs en sortie de l'ultime pression de chaque moulin une réabsorption du jus sur la canne qui subit une décompaction rapide. Cela est néfaste vis-à-vis du rendement du pressage et nécessite l'emploi de plusieurs rouleaux de pressage successivement.
On connaît du document FR-2.706.808, ou encore du
document FR-2.709.700, un dispositif pour améliorer l'efficacité des presses à cylindres pour l'extraction des liquides, et notamment du jus de canne. Ce dispositif comprend un canal en aval des rouleaux de pressage, appelé goulotte, et un barrage créant un étranglement dans la goulotte. Les moulins équipés d'un tel dispositif permettre d'extraire jusqu'à 70 % du jus en première presse.
Le but de la présente invention est de proposer un moulin pour l'extraction du jus de canne présentant notamment un dispositif perfectionné limitant la réabsorption du jus de canne après pressage, de performance supérieure aux systèmes connus.
Un autre but de l'invention est de proposer un moulin de rendement supérieur, permettant d'extraire au moins 75 % du jus en première presse.
Un autre but de l'invention est de proposer un moulin dont la consommation énergétique est inférieure au moulin de l'art antérieur.
Un autre but de l'invention est de proposer un moulin composé uniquement de deux rouleaux de pressage.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
La présente invention concerne un moulin pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits, ledit moulin comprenant au moins deux rouleaux de pressage tournant en des sens opposés pour entraîner et presser la nappe de produits au niveau d'une zone de compression et d'évacuation des jus, et d'une zone aval de sortie de ladite nappe de produits, l'un au moins des deux rouleaux pouvant présenter des gorges annulaires périphériques prévues pour l'écoulement des jus extraits.
Le moulin de l'invention présente, en outre, des moyens pour limiter la réabsorption des jus de canne après pressage, lesdits moyens présentant, dans la zone aval de sortie de la nappe de produits, d'une part, un canal anti-expansion situé en aval de la zone de pressage, et à l'intérieur
duquel la nappe de produits pressés est dirigée, contrainte par les rouleaux en rotation, et d'autre part des moyens de réglage de la section du canal, pour compacter ladite nappe dans le canal, au moins localement.
Selon l'invention, ledit canal anti-expansion présente au moins une section de longueur sur laquelle le canal est divergent, dite zone de détente, suivie par lesdits moyens de réglage de la section du canal pour rendre le canal convergent sur une zone correspondante, dite de contre- pression.
Selon une variante de réalisation, le canal anti-expansion peut présenter trois sections de longueur successives, à savoir :
- une première section de longueur sur laquelle le canal est convergent,
- une seconde section de longueur sur laquelle le canal est divergent, à savoir ladite zone de détente, - une troisième section de longueur sur laquelle le canal est convergent, correspondant à ladite zone de contre-pression.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description accompagnée des figures en annexe parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue de côté d'un moulin conforme à l'invention selon un exemple de réalisation,
- la figure 2 et la figure 3 sont des vues partielles du mécanisme de pressage et de limitation de la réabsorption tel qu'illustré à la figure 1 , selon deux positions des moyens de réglage de la section du canal,
- la figure 4 est une vue de coupe partielle d'un exemple de réalisation des rouleaux de pressage, selon l'invention, qui comprennent des chevrons triangulaires et des gorges annulaires pour évacuer les jus,
- la figure 5 et la figure 6 sont respectivement des vues de côté et de face d'un élément peigne permettant le nettoyage des chevrons illustrés à la figure 4, - la figure 7 est un schéma de principe, partiel, d'un moulin conforme à l'invention, selon un second mode de réalisation,
- la figure 8 est un schéma de principe, partiel, d'un moulin conforme à l'invention, selon un troisième mode de réalisation,
- la figure 9 est un schéma de principe, partiel, d'un moulin conforme à l'invention, selon un quatrième mode de réalisation, - la figure 10 est un graphique illustrant par exemple l'évolution des pressions des produits au niveau des trois zones successives du canal du moulin, tel qu'illustré aux figures 7 à 9, à savoir : la première section de longueur sur laquelle le canal est convergent (zone 20), ladite zone de détente (zone 30) et la zone de contre-pression (zone 40). L'invention concerne un moulin pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits.
Le moulin 1 comprend au moins deux rouleaux de pressage 2 tournant dans des sens opposés pour entraîner et presser la nappe de produits au niveau d'une zone 3 de compression et d'évacuation des jus, et d'une zone aval 4 de sortie de la nappe de produits.
Cela étant, l'invention trouvera une application avantageuse dans des moulins équipés de deux rouleaux de pressage uniquement, sans que cela soit toutefois limitatif. Il est aussi possible, par exemple, d'envisager ladite invention avec des moulins conventionnels de trois à six rouleaux. Le moulin présente en outre des moyens pour limiter la réabsorption des jus de canne après pressage.
A cet égard, l'un au moins des rouleaux 2 peut présenter des gorges annulaires 5, périphériques prévues pour l'écoulement des jus extraits. Tels qu'illustrés à la figure 1 , selon un exemple, les deux rouleaux de pressage 2 s'enchevêtrent l'un dans l'autre, notamment au niveau de chevrons 5 2 . Les gorges 5i sont alors prévues en surprofondeur des chevrons 5-|. En outre, le moulin peut présenter au moins un élément peigne 6 pour le nettoyage des chevrons 5 2 ainsi qu'un dispositif pour nettoyer les gorges 5-ι. Cet élément peigne 6 permet de retirer les produits comprimés dans les chevrons. Tels qu'illustrés à la figure 5, selon un exemple, ces chevrons ont un profil triangulaire.
Les moyens 7 pour limiter la réabsorption des jus présentent, en outre, dans la zone 4 de sortie de la nappe de produits, d'une part, un canal 8 anti-expansion, situé en aval de la zone de pressage 3, et à l'intérieur duquel la nappe des produits pressés est dirigée, notamment poussée et contrainte par les rouleaux en rotation, et d'autre part, des moyens 9 de réglage de la section du canal 8, pour compacter ladite nappe dans le canal, au moins localement.
On entend par canal anti-expansion une goulotte permettant de canaliser les produits, évitant que ceux-ci ne se détendent totalement et soient livrés à eux-mêmes sans contrainte.
Selon l'invention, le canal 8 anti-expansion présente au moins une section de longueur sur laquelle le canal est divergent, dite zone de détente, suivie par lesdits moyens 9 de réglage de la section du canal 8 pour rendre le canal convergent sur une section de longueur correspondante, dite zone de contre-pression.
Selon un exemple de réalisation, lesdits moyens 9 de réglage sont constitués par au moins une came pivotante 10 dont la paroi de guidage des produits est inclinable.
L'invention est née de la constatation du fait qu'il est possible d'assécher à nouveau la nappe de produit, après une première pression, en relâchant de façon contrôlée la pression et en exerçant une nouvelle pression sur la nappe, notamment de même intensité.
Aussi, selon l'invention, la zone de détente divergente permet une détente partielle des produits avant qu'ils soient à nouveau compressés dans la zone de contre-pression. Le moulin tel qu'illustré selon l'exemple des figures 1 à 4, permet ainsi de faire subir successivement aux produits une première compression entre les rouleaux 2, au niveau de la zone 3 de pressage, une détente des produits grâce à la section de longueur sur laquelle le canal est divergent, puis une nouvelle compression des produits dans la zone de contre-pression.
Il est ainsi possible d'extraire plus de jus qu'avec les moulins
de l'état de l'art, ou encore possible d'extraire la même quantité de jus mais en consommant moins d'énergie pour l'actionnement des rouleaux. On a pu constater une amélioration de l'extraction du jus pouvant aller jusque 5 % de plus. Tel qu'illustré selon l'exemple des figures 1 à 4, le canal 8 antiexpansion peut être divergent, au moins sur une première section de longueur. Notamment, les parois inférieure et supérieure du canal 8 peuvent former un angle « α » par rapport à la direction moyenne 13 du canal, compris entre 2 et 10°, au moins sur ladite première section de longueur divergente. Selon un exemple de réalisation illustré aux figures 2 ou 3, l'angle « α » peut notamment être égal à 5 °.
Tels qu'illustrés selon un exemple de réalisation, les moyens 9 de réglage de la section du canal 8 sont constitués par une came pivotante 10, dont l'inclinaison permet de régler localement et transversalement la section du canal.
La came 10 peut notamment présenter une paroi de guidage 15 de produits. Cette paroi de guidage 15, disposée sur toute la largeur du chemin de la nappe pressée, constitue, au moins en partie, une paroi interne du canal, au moins sur une deuxième section de longueur. L'angle de came, repéré β sur la figure 3, à savoir l'angle de la paroi de guidage 15 par rapport à la direction moyenne 13 du canal 8, peut être déterminé pour rendre le canal convergent, au moins sur une deuxième section de longueur.
Notamment selon un exemple de réalisation illustré à la figure 3, les parois inférieure et supérieure du canal forment un angle « α » par rapport à la direction moyenne 13 du canal de 5 °, sur une première partie de section de longueur divergente. L'angle de came, à savoir l'angle « β », formé entre la paroi de guidage 15 des produits et la direction moyenne 13 du canal 8 peut être de l'ordre de - 15 ° sur une deuxième section de longueur. L'angle de came peut être réglé manuellement, par un opérateur, ou encore automatiquement. Ainsi, avantageusement, le moulin
peut présenter en outre un capteur de force ou encore un capteur de couple ciblant les efforts induits par la nappe compactée dans le canal sur ladite came 10.
Le moulin peut présenter alors des moyens pour asservir l'inclinaison de la came, tout au long du procédé de pressage, en fonction des signaux de mesure du capteur et d'une valeur de consigne donnée, notamment d'une valeur de force ou encore d'une valeur de couple.
Le moulin peut présenter en outre des moyens 11 de réglage de l'inclinaison de la came, notamment constitué par un vérin 12, hydraulique, ou encore électrique.
Telle qu'illustrée, la direction moyenne 13 du canal antiexpansion peut être oblique, descendante. Par exemple, la direction moyenne 13 peut faire un angle par rapport à l'horizontale compris entre 10 et 30° notamment égal à 20°. Avantageusement, dans un mode de réalisation préférentiel, le moulin comporte deux rouleaux de pressage 2 et lesdits deux rouleaux de pressage 2 peuvent être pourvus de gorges annulaires périphériques 5i et de chevrons 5 2 , le moulin présentant pour chaque rouleau un élément peigne 6.
Tel qu'illustré à la figure 1 , le moulin peut présenter alors trois rouleaux suivant une conformation en triangle, notamment guidés par des roulements 16. Deux des rouleaux sont les rouleaux de pressage 2, le troisième étant un rouleau 14 d'amenée et de guidage de la nappe de produit.
Telles qu'illustrées aux figures 2 et 3, les parois inférieure et supérieure du canal peuvent être constituées au moins en partie par deux blocs 18, 19, fermés latéralement par des flasques.
Le bloc inférieur 18 peut être de section parallélépipédique et présenter une surface de support avec des alésages notamment pour le réglage et la fixation des éléments peignes 6, notamment par vissage.
Le bloc supérieur 19 peut être de dimension inférieure au bloc inférieur 18. Il peut présenter une paroi arrière dimensionnée pour coopérer en rotation avec la came pivotante 10. La paroi arrière peut présenter notamment
un rayon de courbure sensiblement similaire au rayon de courbure d'une génératrice semi-circulaire de la came pivotante 10.
Tel qu'illustré, le bloc supérieur peut présenter sur une paroi avant, une surface pour la fixation d'un élément peigne 6, notamment pourvue d'alésages pour une fixation par vissage.
Selon un mode de réalisation illustré selon les variantes des figures 7 à 9, le canal 8 anti-expansion peut présenter trois sections de longueur, successives à savoir :
- une première section de longueur sur laquelle le canal 8 est convergent, zone repérée 20,
- une seconde section de longueur sur laquelle le canal est divergent, ladite zone de détente 30,
- une troisième section de longueur du canal sur laquelle le canal 8 est convergent, c'est-à-dire ladite zone de contre-pression 40. Le graphique de la figure 10 illustre la pression interne des produits (en bar) sur l'axe des ordonnées en fonction de la position des produits sur la longueur du canal. Trois courbes sont tracées, correspondant chacune à une inclinaison particulière de la came pivotante 10 sur le moulin et aux géométries des figures 7 à 9. On observe ainsi, lors de la progression et l'avancée des produits dans le canal 8 que la pression interne augmente dans la zone repérée 20, diminue dans la zone de détente 30 et augmente à nouveau et de manière importante dans la zone de contre-pression 40.
Les produits subissent ainsi trois compressions, à savoir : une première compression entre les rouleaux 2 de pressage, suivie d'une détente des produits dans la zone 4 aval de sortie de la nappe, une deuxième compression dans la zone convergente repérée 20 du canal 8, suivie d'une deuxième détente dans la zone de détente 30 du canal 8, et enfin une troisième compression dans la zone de contre-pression 40 sous l'action des moyens de réglage de la section du canal, et notamment de la came pivotante 10. On obtient ainsi une extraction optimale des jus de la nappe de produits.
Avantageusement, le jus s'évacue à l'entrée 25 du canal en amont de la zone 20 et à la sortie 35 de la zone de détente 30, en amont de la zone de contre-pression 40, tel que le simulent les flèches sur les figures 7 à 9.
Ladite sortie 35 se présente sous la forme d'un orifice constitué par une ouverture créée entre la fin du canal 30 et le début des moyens de réglage de la section du canal, tel que la came pivotante 10.
Afin de faciliter l'évacuation des jus, le canal peut être pourvu d'orifices 21 pour l'évacuation des jus extraits, ces orifices peuvent être, tels qu'illustrés aux figures 7 à 9, répartis particulièrement sur la zone de détente 30 du canal.
Tel qu'illustré aux exemples des figures 7 et 9, le moulin peut présenter deux cames pivotantes 10, aptes à « pincer » la nappe de produits sur la zone de contre-pression 40.
Il est à noter que les schémas des exemples des figures 7 à 9 sont non exhaustifs. Aussi et bien que cela ne soit pas illustré, les moulins des figures 7 à 9 peuvent être équipés d'éléments peignes pour le nettoyage des chevrons des rouleaux de pressage 2 et d'un dispositif pour le nettoyage des gorges annulaires.
Naturellement, d'autres modes de mise en œuvre, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après.