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PROOEDE ET APPAREILLAGE POUR L'EXTRACTION DE L'HUILE DES
PRODUITS OLEAGINEUX.
La présente invention est relative à l'extraction d'huile à partir de matières protéinées oléagineuses, notamment de matières végétales oléagineuses telles que graines ou noix, etc. Bien que l'appliquant plus particulièrement au traitement de matières proté- inées oléagineuses de nombreuses espèces différentes telles que di- verses noix, graines et analogues, l'invention sera décrite plus particulièrement dans le cas des graines de lin et des fèves de soja. Dans certains cas l'invention peut être également appliquée à l'extraction d'huile de.matières protéinées d origine animale.
L'invention a plus particulièrement pour obj'et un procédé per- fectionné pouvant 8tre mis en oeuvre dans une installation formant un ensemble et comprenant-tous les appareils et dispositifs néces- saires à l'extraction d'huile des matières traitées;
et agencée de sorte que ces'matières soient introduites dans l'appareil de façon plus ou moins continue et circulant sous l'action d un mouvement 'continuel tandis qu'elles sont soumises dans l'ordre voulu aux opé- rations qui mettent .d'abord la matière protéinée , dans l'état conve- nable pour permettre d'en exprimer l'huile suivies de 1'-opération d'extraction d'huile proprement dite .ainsi réalisée de sorte que d'une part, la matière exprimée s'évacue de l'appareil sous la forme.
d'un gâteau relativement sec et dur et que d autre part, il s'é- coulé une.,huile de qualité supérieure et en quantité maximum.Ainsi grâce à l'appareillage et au procédé 'de l'invention, les divers stades d'opérations auxquelles la matière est soumise ne sont pas effectués d'une façon discontinue.,dans des appareils séparés, mais d'une façon continue et rationnelle sans être séparés entre eux par des intervalles de temps et d'espace, ce qui, non seulement assure la conservation de calories et évite les refroidissements et les retards qui pourraient altérer la qualité du produit mais permet'aussi de retenir sans dommage la quantité maximum d'humle de quâlité supérieure.
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Suivant une autre caractéristique on soumet à l'opération de chauffage ou de cuisson une masse considérable de matière première, plusieurs fois plus importante que la.quantité de celle-ci qui se trouve soumise au pressage à nïmporte qu@/moment donné.. et ceci dans un appareillage de chauffage ou de cuisson perfectionné à cet effet, cette opération s'achevant à une température nettement infé- rieure à la température optimum à laquelle se fait l'extraction, mais étant conduite pendant une période de temps beaucoup plus lon- gue que celle employée jusqu'alors;
on soumet ensuite rapidement et sans perte de temps la matière à un traitement de conditionne- ment ou de séchage par quantités plus faibles, en élevant la tempé- rature jusqu'au degré optimum pour l'extraction, et ce traitement étant suivi immédiatement par un pressage continu dans une presse;
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tout ce processus permet d'obtenir le rendement maxi1n1.1:l1 on huile sans en diminuer la qualité.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la description qui va suivre.
Aux dessins annexés qui représentent une forme de réalisation
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satisfaisante de l' 7.:1G1: i, Otl: La fîs.1 ast une élévation de profil do 1'?nze;;'Dl a de l'appa- reil, certaines parties en étant arrachées ou coupées pour on dé- couvrir les parties internes.
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La fig.2 est une vue de gauche en bout de la fi±:;o 1. La fig.:3 est une coupe de détail suivant la ligne-3 do la figure 2.
La fig.4 est une coupe de détail suivant la ligne 4-4 de la figure2.
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La fig.5 est une coupe suivant la ligne !''-5 de la fii3.4 et La fig.3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-6 de la fig. 1
Dans l'extraction d'huile à partir de matières protéinées d'origine végétale ou animale telles par exemple que la graine de coton ou da lin, le copra, les fèves de soja ou analogues, il était d'usage jusqu'ici, d'abord de chauffer ou de cuire la matière sous une tonne assez finement divisée, soit sous la forme de gaines en- tières lorsque celles-ci sont de petite dimension, soit broyées si elles sont de dimension plus :
grande, dans un appareil approprié chauffé à la vapeur ou autrement et dans lequel, en présence d'humi-
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dité, non seulement la Datière se trouve stérilisée, uais encore les enzymes, aiiidons et autres substances sont ou peuvent µtre d6- 'composés ou Modifiés de manière a faire éclater les cellules conte- nant l'huile et à libérer colle-ci, nais sans effet nuisible sur cette huile.
On peut conduire le procossus Au chauffage ou de la cuisson, soit de manière discontinue, soit de façon plus ou moina continue, mais, dans un cas dans l'autre, le produit, à masure qu'il sort de l'appareil de chauffage, est acheminé ou convoyé générale- nent sur une distance assez grande vers d'autres appareils tels qu'un appareil de séchage ou de conditionnement. Pendant ce trajet, des calories se perdent.
Etant donné que la quantité de matière dans la récipient est relativement faible, et afin de compenser la porte de calories prévue, la température de cuisson a toujours été assez élevée et généralement notablement au-dessus de la température optimum pour l'extraction, provoquant en définitive une perte de qualité et de quantité dans le produit final. Dans le sécheur, on permet ou on provoque l'élimination de l'humidité et on achemine de nouveau la matière à sa sortie du sécheur, toujours sur une distan- ce notable, vers un appareil de conditionneront ou une presse à hui- la appropriée.
Dans les deux cas, ce transfert entrains de nouveau une chute de température et une perte de calories avec un nouveau retard provoquant une détérioration supplémentaire du produit.
Conformément à la présente invention, on soumet la matière
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dont on dait extraire l'huile,en une masse importante, à une.opéra-' tion de chauffage ou de cuisson dans la chambre close¯d'un récipient ventilé éventuellement à l'atmosphère s'il est nécessaire d'en éliminer de l'humidité. Le récipient est disposé de manière à permettre d'effectuer l'opération dans des conditions de température,de durée, etc..,conduisant aux résultats les plus efficaces et comportant souvent l'expulsion d'une certaine partie de l'humidité contenue dans la matière sous la forme de vapeur d'eau, mais comprenant en général une cuisson énergique pendant un tempsprolongé de manière à provo-
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quer l'éclatement total des cellules d'huile et ànlibérer cëllec3, en vue de son extraction.
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D'une façon générale, on soumet les matières protéinées du genre envisagé ici,,telles que les graines et les noix, suivant leur espèce, à l'un au moins des trois modes de traitement sépa- rés et distincts suivants :
La première catégorie de matière exige une cuisson dans des conditions de grande humidité suivie d'un séchage pour abaisser la teneur en humidité à une valeur optimum, par exemple 3%. En conséquence, le récipient de chauffage ou de cuisson est en géné- ral ventilé à l'atmosphère par un orifice relativement étroit con- çu pour empêcher une perte sensible d'humidité du récipient de cuisson. La..plus grande partie d'humidité' est expulsée ou évaporée plus tard lorsque la matière traverse l'appareil de conditionne- ment.
Cependant, il est préférable d'effectuer la cuisson à une température inférieure à la température finale optimum d'extrac- tion pour éviter d'endommager l'huile par un traitement trop sévè- re. On soumet, par suite,ces matières à une cuisson prolongée pen- dant 45 à 60 minutes par exemple avec une température maximum d'en- viron 107 0 à l'orifice de sortie, Dans l'appareil de conditionne- ment on laisse l'humidité s'échapper à une vitesse contrôlée et on permet à la température de s'élever de sorte'qu'en 7 à 15 minu- tes la teneur en humidité de la matière soit ramenée à 3% lorsqu' ' elle atteint la température finale optimum d'extraction de 112,8 C.
Les matières que l'on traite suivant ce premier mode compre- nant par exemple la graine de coton entière ou décortiquée, la graine de lin et la graine de colza. Cependant, avec les graines de lin et de colza, la température de cuisson maximum est en géné- ral de 93 C et la température finale optimum d'extraction de 99 C.
Le second groupe de matières n'exige pas le même genre de cuisson, au sens ordinaire du mot, que la graine de coton. Ici, l'opération de cuisson serait plus correctement dénommée un sécha- ge, son rôle principal étant de réduire la teneur en humidité.
Mais il faut l'effectuer avec soin sans endommager la matière. En conséquence, on soumet la matière dans le réc@pient de chauffage ou de cuisson à une augmentation progressive de température jus- qu'à un maximum qui se trouve nettement. et notablement plus bas que la température optimum d'extraction et pendant une durée va- riable suivant la teneur en humidité initiale de la matière. Par exemple: @ a) On traite les fèves de soja pour en réduire la teneur en humidité à environ 3%. On les chauffe 'dans l'appareil de cuisson pendant 20 à 60 minutes jusqu'à une température maximum de 127 0.
Dans l'appareil de conditionnement, on laisse la température s'élever jusqu à 132, 2 C.
'b) Les graines d'arachide décortiquées sont de même séchées dans l'appareil de cuisson pour en réduire la teneur on. humidité à 3,8%environ. On les traite ainsi pendant 20 à 60 minutes à une température maximum de 107 C et on laisse la température monter dans l'appareil de conditionnement jusqu'à la température optimum d'extraction de 112,8 C. c) On sèche le copra, les amandes palmistes, les noix babassu,. les noix tucum, les noix du Brésil, les noix coquita et les noix muru-muru jusqu'à une teneur en humidité de 2% environ, le chauffa- ge se poursuivant pendant 20 à 60 minutes à une température maximum variant de 88 à 96 C environ.
Dans l'appareil de conditionnement, on laisse la température s'élever jusqu à la température d'extrac- tion optimum qui est de 101,7 à 104 0..
Le troisième groupe de matières comprend par exemple les noix de tung, les fèves de ricin et les graines de sesane. On trai- te ces matières dans le récipient de chauffage fermé (à l'abri de l'air) pour en.réduire la teneur, en humidité, la durée du.traite- ment variant suivant la teneur en humidité initiale.
On chauffe les noix de tung pendant 20 à 60 minutes jusqu'à
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un maximum de 93 C environ pour en réduire la teneur en humidité à 3% et on laisse dans l'appareil de conditionnement la températu- re crottre jusqu'à 99 C, température finale optimum d'extraction.
On sèche les fèves de ricin,pendant 20 à 60 minutes à une tem- pérature,de 82 C pour en ramener la teneur en humidité à 4 et on laisse la température s'élever dans l'appareil de conditionnement jusqu'à 88 C environ.
On chauffe les graines de sesane pendant 20 à 60 minutes à 93 C pour en réduire l'humidité à 3% et on laisse la température s'élever dans l'appareil de conditionnement jusqu'à 99 C. te récipient de cuisson est de dimension suffisante pour con- tenir''une quantité considérable de matière en une masse que l'on maintient activement malaxée pour qu'elle soit relativement homogè- ne. Il est aisé de contrôler la température et l'humidité de cette masse importante, la température étant nettement inférieure à la température d'extraction optimum et l'humidité étant à la teneur définitive.
On contrôle également l'admission et la sortie de ma- tière, leur débit étant égal au débit ultérieur de la circulation de la matière à travers la presse, tout en étant faible pour la capacité de l'appareil de cuisson.
Aussitôt après la fin de l'opération de chauffage et de cuis- son et sans perte de temps ni de température, on soumet le produit de la première opération de chauffage à une opération de condition- nement pendant un temps approprié, au cours laquelle de l'humidité peut être expulsée pour réduire celle-ci et la stabiliser à la va- leur optimum pour le type particulier de matière traitée en vue de l'extraction. En même temps, on règle avec soin la température pour que le produit sortant de l'appareil de conditionnement se trouve à la température optimum pour l'extraction.
Ceci exige évidemment une élévation progressive de température à mesure que la matière traverse l'appareil de conditionnement, mais celui-ci est de fai- ble capacité par rapport à l'appareil de cuisson de sorte que la durée de chauffage à la température plus élevée est relativement courte. On retire la matière du récipient de chauffage ou de cuis- son ou on la fait sortir, de façon continue par petites quantités seulement et on la fait passer immédiatement à travers la récipient de conditionnement en continuant à la malaxer activement.
Il résul- te de ce traitement de conditionnement que les quantités plus fai- bles de matière retirées de la masse contenue dans le récipient de cuisson sont homogénéisées plus complètement et subissent un traite- ment final contrôlé de très près en ce qui concerne l'humidité et la température de manière que ces deux facteurs aient leurs valeurs optima. au moment où le produit quitte l'appareil de conditionne- ment et entre dans.la presse ; autrement dit le produit est soumis dans l'appareil de conditionnement à un traitement approprié aussi- tôt après la cuisson et dans un temps minimum pour l'amener dans l'état de température et d'humidité que l'on a déterminé comme étant le plus avantageux.
Ensuite, et toujours sans retard, on introduit la matière dans une presse: de forme appropriée, de préférence une presse con- tinue, ainsi qu'on va le décrire. Dans cette presse, sans interrup- tion dans le mouvement de celle-ci et sans perte de température, la matière se trouve soumise à une pression croissante qui en expulse l'huile de sorte que la matière sort de la presse sous la forme de minces et durs fragments d'une masse relativement sèche, d'une part, et d'une huile de haute qualité et en quantité maximum d'autre part.
La disposition et l'organisation de l'ensemble de l'appareilla- ge et la marche de l'ensemble du procédé sont telles que la matière traitée pe parcourt pas de trajet appréciable à mesure qu'elle pro- gresse de stade en stade du processus ou d'appareil à appareil de l'installation de sorte qu'il ne peut se produire de détérioration du produit ou de pertes de chaleur et que l'ensemble du processus est effectué avec une économie maximum.
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Aux dessins, 1 désigne une presse à vis à haute pression et à fonctionnement continu qui peut avoir toute forme appropriée au but poursuivi et dont les détails sont plus ou moins indifférents.
Cette presser comprend une presse principale horizontale désignée dans son ensemble par 2 à laquelle on fournit de la matière par l'intermédiaire de la presse d'alimentation verticale 3, elle-même alimentée par'une trémie d'alimentation 4 communiquant directement avec l'orifice de sortie d'.un appareil de conditionnement 5. La matière avance à une vitesse contrôlée dans l'appareil de condi- tionnement 5 en provenance de l'appareil de cuisson 6.
Tous les éléments du mécanisme, y compris 1 appareil de cuisson 6, l'appa- reil de conditionnement 5 et la presse 1 sont disposés en corres- pondance mutuelle pour que la matière traitée les traverse de fa- çon continue et sans arrêt et que, au cours de ce trajet, elle su- bisse de façon satisfaisante la cuisson, le conditionnement, puis la compression destinée.à séparer l'huile du tourteau sec.
La matière à traiter est fournie par une trémie représentée schématiquement en 7, un dispositif d'alimentation 8 de construc- tion connue comportant une bâche 9 dans laquelle tourne une vis d'Archimède 10 dont une extrémité est 'située au-dessous de l'ori- fice de sortie de la trémie 7 et l'autre évacue, par l'intermédiai- re d'une conduite 11 dans la chambre du récipient 6. La vis d'ali- mentation est actionnée de manière appropriée, par exemple par une chaîne de transmission 12 commandant un mécanisme réglable désigné par 13 dont le rôle est de faire varier la vitesse de rotation de la vis d'Archimède et, par suite, le débit de matière acheminée vers le récipient 6.
Les détails du dispositif d'alimentation va- riable ne constituent pas une partie de l'invention et ne deman- dent par suite,aucune description complémentaire.
Le récipient 6 désigné ici pour plus de commodité et non dans un sens restrictif par 1 expression "appareil de cuisson"- est un grand récipient de forme générale cylindrique à double paroi for- mant une chemise ou chambre annulaire 14 dans laquelle on peut faire circuler de la vapeur de chauffage.
Il est disposé de façon générale au-dessus de la presse 1 pour diminuer l'encombrement, mais l'une de ces extrémités peut dépasser la.presse et être supportée sur ie plancher au moyen de montants ou d'une charpente appropriée 15.
A l'intérieur de la chambre de traitement 16 se trouve un agi- tateur avec convoyeur combiné qui comprend un arbre central 17 et deux jeux d'aubage hélicoïdaux 18, 19 solidaires de cet arbre les bords des aubages se déplaçant à distance assez faible de la paroi interne 20 de l'appareil de cuisson. Le sens d'enroulement des deux jeux de palettes 18 et 19 est opposé; ainsi, les aubage 18 peuvent avoir un pas à droite et les aubages 19 un pas à gauche ou inversement, et les aubages de l'un de ces jeux, 18 par ,exemple, sont généralement plus longs que ceux'de l'autre jeu 19.
Cette disposition a pour résultat d'assurer, par une rotation de l'arbre
17 en sens convenable, une agitation ou un retournement très com- plat de la matière contenue dans ce récipient, toute la masse étant continuellement en mouvement,étant en même temps progressi- vement acheminée de l'extrémité d'alimentation vers celle de sor- tie.. '
Le diamètre d'ensemble du récipient 6 est relativement grand, pouvant mesurer par exemple 90 cm ou environ et sa longueur a tou- te valeur appropriée pouvant aller jusqu'à 3 m ou 3m60. Ce réci- pient peut contenir par suite une quantité assez considérable de matière traitée, à chauffer ou à cuire, cette quantité étant par exemple suffisante pour subvenir au fonctionnement de la presse 1 pendant une ou 2 heures.
Cependant, on peut faire varier la quanti- té effective de matière contenue dans l'appareil de cuisson à tout moment donné et on la fait varier effectivement suivant les résul- tats recherchés et la nature et la matière traitée, ainsi qu'on le
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décrira plus complètement par la suite. Néanmoins, dans chaque cas, on maintient en une masse unique assez homogène une quantité consi- dérable de matière au cours de l'opération de cuisson.
La chambre 16 est de préférence ouverte à l'atmosphère, par exemple par un ou plusieurs orifices de ventilation ou évente 21 dont chacun est muni d'un dispositif réglable (comme celui repré- sonté à la fig.6) pour sa porte à charnière 23, et éventuellement on peut faire communiquer un ou plusieurs de ses évents avec une cheminée de ventilation 22 débouchant à l'air libre, comme repré- senté à llouverture de ventilation de gauche à la fig.l. Un regis- tre à glissière 22a règle l'ouverture de cet évent.
C'est par ces évents que la vapeur d eau et les gaz dégagés pendant la cuisson et engendrés par l'humidité et les autres substances contenues dans la matière à traiter peuvent s'échapper dans l'atmosphère et la cuisson a lieu sensiblement à la pression atmosphérique, comme on peut s'en rendre compte facilement. Mais il est évident qu'on peut fermer plus ou moins les évents lorsqu'il s'agit de réduire ou d'arrêter l'échappement d'humidité.
A l'extrémité d'évacuation de l'appareil de cuisson, la cham- bre de traitement de celui-ci communique par l'intermédiaire d'une tubulure 24 avec un dispositif d'alimentation variable 25 de même forme que celui existant à l'extrémité d'alimentation de l'appareil de chauffage, ce dispositif d'alimentation variable communiquant par une tubulure 26 avec l'extrémité d'alimentation de l'appareil de conditionnement 5. Le dispositif d'alimentation 25 étant le même que le dispositif 8 ne demande aucune description partic ulière. Le dispositif d'alimentation 25 est aussi court que possible, de l'or- dre du mètre, de sorte qu'il ne s'y produit pratiquement aucune perte de temps ni de température.
Il est à remarquer cependant que les dispositifs d'alimenta- tion 8 et 25, suivant leur réglage, contrôlent de façon absolue les débits d'entrée de matière vers l'appareil de cuisson 6 et le débit de sortie de cet appareil quelle que soit la quantité de ma- tière contenue dans la chambre de calui-ci, bien qu'il soit égale- ment vrai, comme il apparaîtra plus loin, que l'on peut faire fonc- tionner ces appareils d'alimentation de manière à déterminer la quantité initiale de matièrecontenue dans le récipient et ensuite l'y maintenir à cette valeur ou à la faire varier.
Le récipient de séchage ou de conditionnement 5 est de façon générale de même forme que le récipient de cuisson 6, mais de dia- mètre plus petit et comporte un chemisage de vapeur ménageant une chambre annulaire 27 à travers laquelle on peut faire circuler de la vapeur de chauffage. A l'intérieur de la chambre 28 de l'appa- reil de conditionnement se trouve un mécanisme agitateur-convoyeur désigné globalement par 29, de forme analogue à celui de l'appareil de cuisson mais ayant naturellement un diamètre et des aubages di- mensionnés en rapport avec le diamètre de la chambre de conditionne- ment. L'appareil de conditionnement 5 peut lui aussi être pourvu d'un ou plusieurs évents 30 dont chacun comporte une porte 31 possé- dant un mécanisme de commande 32 semblable à celui de la fig. 6.
Si on le désire, comme représenté à la fig.l, une cheminée de ventilation 22' peut faire communiquer l'appareil de conditionnement avec 1 atmosphère. Cet évent peut être contrôlé par un registre papillon 51. Par l'ouverture de l'un ou de.deux de ces évents, on peut faire échapper dela vapeur ou des gaz à une vitesse contrôlée, comme il et facile de s'en rendre compte.
En règle générale, chacun des mécanismes d'alimentation régla- bles est muni d'une roue étoilée désignée par 33. Cette roue étoi- lée tourne sur un@axe perpendiculaire à celui de) la vis, l'un de ses cotés pénétrant à l'intérieur de la chambre d'alimentation en sorte que ses branches engrènent avec la vis de manière à être en- traînées par elle. La roue étoilée sort ainsi d'écran pour empêcher la rotation de la matière à l'intérieur de la vis pendant qu'elle circule à travers le dispositif d'alimentation, l'obligeant à subir un mouvement de translation à l'intérieur de celui-ci.
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On peut utiliser n'importe quel mécanisme d'entraînement approprié pour les divers dispositifs décrits. Comme représentée la presse principale horizontale 2 est commandée par un moteur électrique 34 par l'intermédiaire d'un train réducteur 35. Ce .moteur commande aussi une roue dentée 36 reliée par une chaîne 37 â une roue dentée 38 qui, par l'intermédiaire d'engrenages enfermés dans le carter 39 commande.l'arbre de la presse d'alimentation ver- tivale 3. L'arbre 17 de l'agitateur dépasse d'une extrémité du ré- cipient et porte une roue dentée 40 reliée par une chaine de trans- mission 41 à une roue dentée portée par l'arbre du moteur 42.
Une autre roue dentée 43 sur l'arbre 17 est reliée par une chaine 44 à une roue dentée 45 sur un'arbre de renvoi 46 disposé de manière à commander le mécanisme de réglage.47 du dispositif d'alimentation variable 26 (voir fig.2).,A l'autre extrémité du récipient 6, l'ar- ' bre 17 est muni d'une roue dentée 48 sur laquelle est passée la, chaîne de transmission 12 commandant le mécanisme régulateur du dispositif d'alimentation 'variable 8.
L'axe 29 de l'agitateur de l'appareil de conditionnement 5 peut être muni d'une roue dentée 49 reliée par une chaine 50 à une roue dentée de l'arbre du moteur 42.
Cette disposition permet de soumettre les matières protéinées oléagineuses à divers traitements,. chacune suivant son espèce et suivant les résultats recherchés. Quelle que soit la matière et son traitement, il est bien évident que la quantité de matière tra- versant à,la fois l'appareil de chauffage et celui de conditionne- ment 'dans l'unité'de temps doit être égale à celle que peut correc- tement traiter, dans l'unité de temps, la presse 1.
Mais il est possible de faire varier la vitesse du malaxage de la matière, soit dans l'appareil de cuisson, soit dans le sécheur ou dans ces deux appareils à la fois en faisant varier la vitesse de rotation de 1 axe 17 de l'agitateur de l'appareil de cuisson et l'axe 29 de celui du sécheur, en réglant par exemple le diamètre de leurs roues dentées d'entraînement respectives. De même, on peut faire varier le chargement de l'appareil de cuisson ou du sécheur à un instant donné. Ainsi, dans le cas du récipient 6, on peut augmenter le chargement de celui-ci comme on le désire, en immobilisant le dis- positif d'alimentation variable de son extrémité de sortie ou en réduisant.la vitesse de celui-ci tout en maintenant en fonctionne- ment le dispositif d'alimentation 8 à l'entrée du récipient.
On peut charger celui-ci au dixième, au tiers, à la moitié, même jus- qu'aux deux tiers de sa capacité. Il est clair qu'en faisant tourner les deux dispositifs d alimentation variables 8 et 25 à une même vitesse,. on maintient sensiblement uniforme le chargement de l'appareil de cuisson bien que, pendant le fonctionnement de l'appa- reil, la matière qu'il contient progresse graduellement de son en- trée à sa sortie, d'où elle passe dans le sécheur.
La capacité totale d'un récipient de cuisson de 0,914 m de diamètre et de 3,657 m de long, en, kilogrammes, dépend évidemment de la densité de la matière en cours de traitement. Un chargement moyen d'une matière usuelle, l'appareil de cuisson étant rempli aux deux tiers, peut peser 680 Kg ou davantage, poids beaucoup plus important que celui se trouvant dans la presse à un moment donné et qui peut, lui, être de 10 à 15 kg,
Dans l'appareil de cuisson, la matière traitée est soumise à l'effet de la chaleur de la atapaur circulant dans son chemisage.
Cette chaleur exerce une action progressive transformant l'humidité en vapeur d'eau et produisant les effets ordinaires, pour la température employée, sur les diverses substances composant la matière protéinée oléagineuse, et qui tendent à faire dilater ou éclater les .cellules contenant de l'huile et d'en libérer celle-ci. Il se dégage de la vapeur d'eau et des gaz que l'on peut éventuellement faire évacuer à travers les évents 21. L'opération se poursuit lentement suivant le réglage des organes et le passage complet de la matière a travers l'appareil de cuisson peut prendre de 30 à 90 minutes.
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Ainsi, dans une presse continue du type employé ici, la matière traverse la presse en une ou deux minutes ou un peu plus.
En admettant pour la presse une capacité de 13,6 Kg et une durée de pressage de 2 minutes et en négligeant la perte en humidité, ceci correspond à un débit d'alimentation dans la presse ainsi qu'à un débit d'entrée et de sortie de l'appareil de cuisson et du sécheur d'environ 6,8 kg/minute. Si le chargement de l'appa- reil de cuisson est de 680 kg, il faudra en moyenne 100 minutes à une matière donnée pour traverser l'appareil de cuisson. Le temps de passage à travers le sécheur est considérablement moindre parce que l'arbre de son agitateur tourne rapidement et qu'il n'y a pas lieu d'exercer fume action quelconque pour y retenir la ma- tière. Celle-ci s'écoule librement vers la presse.
A l'orifice de sortie de l'appareil de cuisson, la matière est achaminée, à débit contrôlé, par le dispositif d'alimentation variable 25, au sécheur 5, sans perte sensible de calories et sans retard en sorte qu'on ne laisse à la matière en traitement aucune occasion de se détériorer. Dans le sécheur, la matière est traitée pendant une durée inférieure à celle qu'elle passe dans l'appareil de cuisson, parce que son agitateur tourne rapidement et que son évacuation n'est nullement gênée. Dans cet appareil, la matière subit un conditionnement en mettant pour le traverser le temps qu'il faut, On y procède à toute émission et évacuation supplémentaire de vapeurs et de gaz que l'on peut juger encore nécessaire.
De la sorte, au moment où la matière atteint la sertie du sécheur, elle se trouve en excellente condition pour l'opéra- tion de pressage ou d'extraction d'huile. Elle se trouve prompte- ment amenée à la presse, à l'extrémité supérieure de la presse verticale d'alimentation, à travers laquelle elle descend pour traverser ensuite la presse principale dans laquelle l'huile se trouve expulsée de façon progressive et continue de sorte qu'à l'extrémité d'évacuation de la presse. il sort une masse ou tourteau sensiblement exempt d'huile.
Un dispositif de contrôle précis de la température est prévu pour le récipient 6. L'alimentation en vapeur se fait par le tuyau 52 (fig.l) et la vapeur traverse une soupape d'arrêt 53, traverse un régulateur de pression 54 et une soupape de réglage 55. Cette soupape est du type bien connu, dans lequel la position 'de la soupape est contrôlée par un diaphragme dans une,chambre 56 qui communique par une conduite 57 avec un appareil Sylphon sensible à la température, non représenté, dans l'appareil de cuisson 6.
Ainsi qu'on le comprend aisément, un accroissement de température dans 1 appareil de cuisson 6 au-delà d'un point choisi, entraîne la fermeture de la soupape 55 du fait de la pression régnant dans la conduite 57, coupant ainsi la vapeur pénétrant dans la chemise 14 par la conduite 59. Au refroidissement du Sylphon, la vapeur se trouve de nouveau admise à la chemise et on peut ainsi régler la température dans le récipient 6 entre des limites assez étroites. L eau de condensation de la chemise 14 est purgée en 14a.
On prévoit de même une régulation de la température du sé- cheur 5. Des organes semblables à ceux qui viennent d'être décrits fonctionnant de façon identique et on les a désignés par les mêmes chiffres de repère suivis du signe'. La purge du chemisage du sécheur 27 se fait au point 27a. La température nécessaire est ainsi elle aussi réglée dans une marge étroite et, du reste avec plus de précision dans l'appareil de cuisson 6 par suite du plus faible volant de matiàre et de l'espace plus réduit.
Pour obte- nir les meilleurs résultats, on préfère maintenir la température à l'extrémité de sortie du sécheur à moins de 1 à 1,5 C de la tem- pérature prédéterminée, c'est à dire de la température optimum pour le pressage de la matière traitée.
Il doit être entendu que chacune des diverses matières protéinées couramment traitées suivant ce procédé et dans cet appareillage possède sa propre température optimum plus ou moins nette-
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ment définie et connue avec plus ou moins de précision, à laquelle' il faut effectuer l'opération d'extraction. Cette température"opti- mum" ne tient compte que de la quantité et de la qualité du produit et néglige les prix 'de revient et de vente de l'huile ainsi que d'autres facteurs écomomiques tels que main d'oeuvre, transport, prix de l'outillage, frais de fonctionnement etc ... Lorsque l'on effectue l'extraction de l'huile à des températures au-dessus ou au-dessous .de ce point optimum, on sacrifie, soit la qualité, soit la quantité de l'huile obtenue.
Ces températures optima varient pour différentes matières. On a cité plus haut les températures op- tima caractéristiques pour certaines matières.
De même, on connait blen dans la technique l'importance du / facteur teneur en'humidité au moement de l'extraction. Celle-ci varie pour les différentes matières et on a'également donné plus haut ces valeurs pour certaines d'entre elles. La teneur en humi- 'dité "optimum" dont il s'agit ici.ne se rapporte elle aussi qu'à la quantité' et à la qualité de l'huile obtenue; le rôle peut être le plus important du sécheur ou appareil de conditionnement consis- te à stabiliser la teneur en humidité à sa, valeur "optimum" pour l'extraction d'huile, généralement en enlevant de l'humidité comme on peut facilement le comprendre.
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En conséquence, dans la mise an oeuvre du procédé et de l'ap- pareillage de l'invention, il faut admettre que, pour la matière particulière qui doit être traitée, on connait la teneur en humi- dité et la température..optimum pour l'extraction et on règle en conséquence les appareils. Autrement dit, on règle les ouvertures de ventilation permettant l'évacuation d'humidité de l'appareil de cuisson ou de chauffage et de celui da conditionnement ou de se- chage de manière à assurer l'évacuation d'humidité à une vitesse contrôlée qui soit telle qu'au moment où la matière passe de l'ap- pareil de conditionnement à la presse, sa teneur en humidité ait la valeur optimum.
De même, la chaleur fournie à l'appareil de cuisson et à celui de conditionnement, par exemple .au moyen de va- peur, sera réglée en général par des thermostats, comme décrit, a la valeur nécessaire pour produire et maintenir dans chacun de ces appareils indépendamment l'un de l'autre les températures conve- nant à la matière traitée. Pour cela, on règle la température ma- ximum à laquelle la matière.est soumise dans l'appareil de cuisson à une valeur sensiblement inférieure, de 5 par exemple) à la tem- pérature optimum de la matière, tandis que, dans l'appareil de conditionnement, on laisse la température s'élever jusqu à la tempé- rature optimum ou environ.
L'opérateur prend généralement en consi- dération les variations de température pouvant avoir lieu du fait du fonctionnement de la presse, à haute pression avec une matière soumise à un frottement élevé, la presse étant refroidie par un fluide comme il est d'usage courant. - , Le procédé et l'appareillage perfectionnés de l'invention fonctionnent, dans le cas du traitement de graines de lin, comme suit: . La dispositif d'alimentation 25 étant au repos, on fait tour- ner le dispositif d'alimentation 8 pour remplir l'appareil de cuis- son 6 de graines de lin jusqu'à ce qu'il en contienne 500 Kg ou davantage. La vitesse angulaire de l'arbre 17 est d'environ 30 tour@-minute et on fait séjourner les graines de lin dans l'appa- reil de cuisson 6 pendant 1 heure environ à une température maximum de 93 C environ.
On laisse une faible quantité d'humidité s'.échap- per par les évents 21. Lorsqu'on a accumulé un chargement suffisant dans l'appareil, de cuisson 6, on met en marche le dispositif d'ali- mentation 25 pour faire évacuer du récipient de cuisson un faible courant continu de matière à un débit sensiblement le même que celui entrant par le dispositif d'alimentation 8. Cette quantité de matière plus faible ,passe directement dans le récipient de con- ditionnement 25 dont l'arbre malaxeur tourne à environ 80 tours/ minute et on maintient cette matière à une température de 99 C en- viron à la sortie de l'appareil. La matière séjourne dans le réci-
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pient de conditionnement pendant 7 à 15 minutes.
Sa teneur en humidité à l'entrée du conditionneur étant de 6 à 7%, on laisse dans cet appareil une quantité d'humidité suffisante s'échapper pour que la teneur en humidité de la matière qui passe dans la trémie 4 soit stabilisée à 3 ou 4%. Ce traitement a pour effet de donner une quantité plus grande d'huile de haute qualité que tous autres procédés connus.
La Demanderesse pense que ceci est dû à ce que la cuisson de la matièrese fait pendant un temps relative- ment long dans une masse relativement importante et à une température inférieure à la température optimum de la matière traitée, ainsi qu'au transfert rapide et sans perte de température apprécia- ble à l'appareil de conditionnement dans lequel une masse plus faible de matière est homogénéisée rapidement et complètement et où sa température et sa teneur on humidité reçoivent une stablisa- tion définitive et contrôlée.
La matière passe ensuite directement et sans chute de température à la presse d'extraction dans laquel- le on contrôle la température par un moyen connu, de préférence en faisant couler de l'huile de refroidissement sur les rate des presses 2 et 3 de manière à disperser les calories en excès engen- drés par le frottement et la compression.
Le processus et l'appareillage sont similaires dans le cas des fèves de soja sauf que l'on maintient une température d'envi- ron 125 C dans l'appareil de cuisson et une température optimum d'environ 132 C à l extrémité de sortie de l'appareil de condition- nement. Ces températuresse trouvent enregistrées par l'enregis- treur 58 relié à des primes de température appropriéesdans les appareils de cuisson et de conditionnement.
Ce procédé et cet appareillage perfectionnés seront avantageu- sement utilisés dans le traitement des noix de tung pour lesquel- les toute entrée d'air vers la matière en cours de traitement est extrêmement préjudiciable. L3 dispositif d'alimentation 8, lorsqu'. il est rempli de noix de tung, empêche pratiquement toute entrée d'air en ce point de l'appareillage. On fait fonctionner le reste de celui-ci d'une manière sensiblement étanche en maintenant fer- mées les ouvertures de ventilation du récipient de cuisson, à l'exception du registre à glissière 22a qui peut être légèrement ouvert, juste assez pour évacuerla vapeur d'eau dégagée pendant la cuisson tout en interdisant l'entrée de l'air à l'intérieur de l'appareil.
Le petit convoyeur 25 est lui aussi pratiquement étan- che et sa longueur est tellement courte qu'il ne s'y produit aucun refroidissement sensible de la matière qui pourrait autrement pro- voquer une aspiration d'air dans le convoyeur. On fait fonctionner l'appareil de conditionnement 5 de façon sensiblement étanche avec la porte 31 fermée et le registre papillon 51 ouvert dans une mesure suffisant seulement à permettre l échappement de la quantité voulue de vapeur d'eau de l'appareil sans permettre de rentrée d'air. On obtient par ce moyen un rendement très élevé en huile de tung de bonne qualité.
L'un des avantages de l'appareillage du procédé de l'invantion dans le traitement des graines de lin consiste dans le fait que la matière mucilagineuse de la coque ou enveloppe se trouve préservée dans le tourteau malgré le passage de la matière à travers une presse à vis. Ceci était jusqu'ici considéré comme impossible et la masse comprimée de graines de lin obtenue par une presse à vis avait une consistance granuleuse par comparaison avec la masse plus plastique produite par les presses du type hydraulique.
Ce tour- teau Amélioré combiné à une très haute qualité et un haut rende- ment en huile de lin sont dûs au lent processus de "mijotement" à une température relativement basse de la masse considérable de matière dans l'appareil de cuisson 6 avec peu d'élimination d'humidité ainsi qu'à 1 élimination finale de celle-ci dans l'appareil de conditionnement et à la régulation très précise de la température du produit à l'extrémité de sortie de l'appareil de conditionnement.
Le procédé et l'appareillage de l'invention ont été utilisés
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avec succès avec les graines d'arachide décortiquées, les graines de coton entières, les graines .de babassu, les noix de tung, les fèves de soja, les graines de lin et les amandes palmistes ainsi que d'autres matières. Du reste, l'un des avantages de l'invention est qu'elle-peut être appliquée à une grande variété de produits simplement en faisant varier les températures et la durée de sé- jour et les chargements dans l'appareil de cuisson 6 de sorte que le procédé et l'appareillage sont d'une application plus ou moins universelle à toutes les matières.