Dispositif pour l'obtention de mélanges homogénéisés.
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'obtention de mélanges homo généisés, mme dans le cas où les substances à homogénéiser ont une consistance plus ou moins pâteuse, l'expression mélange devant, dans ce qui suit, également comprendre des émulsions et des suspensions.
Le dispositif pour l'obtention de mélanges homogénéisés comporte, d'une part, une succession de surfaces de révolutions coaxiales rotatives disposées les unes dans les autres, de telle sorte que le mélange sortant de l'une des surfaces soit projeté sur la surface intérieure suivante pour provoquer une dispersion du mélange et l'éclatement des particules et, d'autre part, un dispositif de laminage, constitué par deux cônes dont l'un au moins est rotatif, pour réagglomérer les particules dispersées.
Au cas où le dispositif sera utilisé non seulement pour homogénéiser, mais également pour effectuer le mélange proprement dit de différents constituants, ce mélange pourra tre effectué en projetant à l'état finement pulvérisé l'un des constituants de ce mélange sur une couche mince de l'autre constituant, s'écoulant de manière continue sur une surface en rotation. Dans ce cas, et étant donné que l'écoulement de la couche ou film continu, d'une part, et la quantité du eonstituant pul- vérisé, d'autre part, peuvent tre rigoureusement contrôlés, on peut arriver à doser exactement la répartition des différents éléments du mélange.
On peut ainsi disperser un élément A plus ou moins divisé dans un élément
B à l'état continu, ceci à n'importe quelle proportion ou disperser l'élément B à l'état plus ou moins divisé, dans un élément A à l'état continu, ceci à n'importe quelles proportions.
Dans le cas où il s'agirait non seulement d'homogénéiser un mélange, mais également de réaliser ce mélange, le dispositif comporterait de préférence, en outre, un distributeur spécial permettant d'amener un ou plusieurs des constituants du mélange à glisser sur un des cônes ci-dessus indiqués et le ou les autres constituants de ce mélange à glisser sur un autre des cônes, de telle sorte que l'un de ces constituants, quittant, sous l'effet de la force centrifuge, le bord du cône correspondant, soit précipité sous forme finement pulvérisée sur l'autre constituant glissant le long d'un autre eône sous forme d'une couche extrmement mince, sous l'effet de la force centrifuge.
Les surfaces de révolutions rotatives pourraient tourner soit dans le mme sens, soit en sens inverse et avec des vitesses égales ou différentes.
Pour assurer le guidage du mélange et son écoulement régulier à travers l'appareil, en particulier lorsqu'il est pâteux, on pourrait prévoir séparément ou en combinaison, d'une part, un dispositif d'entraînement rotatif pour amener la pâte dans un premier cône rotatif et, d'autre part, des ailettes ou autre dispositif de guidage porté par les cônes rotatifs.
Dans le cas où la pâte est particulièrement épaisse ou sèche, on pourrait avoir de la difficulté pour assurer une alimentation continue de l'appareil. Dans ce cas, on pourrait prévoir un dispositif d'alimentation spécial à vis sans fin par exemple, assurant une alimentation convenable.
En ce qui concerne le dispositif de laminage, par ailleurs, on pourrait prévoir, de préférence, une disposition par laquelle la distance entre les deux cônes serait plus grande du côté de l'alimentation que du coté de l'évacuation, et cela en vue de faciliter l'introduction du mélange.
Dans le cas où l'on désirerait obtenir un mélange aéré, on pourrait obtenir ce résultat d'une manière particulièrement simple en perçant un cône rotatif du dispositif de laminage, de petits trous permettant, par effet centrifuge, l'arrivée de l'air dans le mélange au fur et à mesure qu'il glisse entre les deux cônes de laminage. Bien entendu, s'il s'agissait non pas d'aérer, mais de faire pénétrer dans ce mélange un gaz autre que l'air, on obtiendrait ce résultat en faisant communiquer l'intérieur du cône rotatif avec une capacité contenant ce gaz.
Le dessin ci-joint représente, schématiquement, à titre d'exemple, différentes formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un homogénéiseur.
Les fig. 2 et 3 représentent schématiquement, en plan et en élévation latérale, un dispositif d'alimentation utilisable en particulier dans le cas du traitement d'une pâte parti culièrement épaisse ou sèche.
La fig. 4 montre, enfin, à plus grande échelle, comment le dispositif de la fig. 1 peut tre aménagé de manière à permettre l'aération du mélange à traiter.
La fig. 5 est un schéma de principe montrant comment l'homogénéiseur peut tre faeilement transformé en mélangeur homogénéi- seur pour le mélange de deux constituants, et
la fig. 6 est un schéma correspondant montrant comment le mme homogénéiseur peut tre également transformé en mélangeur pour le mélange séparé de plus de deux constituants.
Sur la fig. 1,1 désigne le bâti de la machine et 2 un entonnoir porté par ce bâti et qui sert à introduire la substance à homogé- néiser qui, dans l'exemple représenté, sera supposée de nature pâteuse. A l'intérieur de cet entonnoir est disposé un organe d'entraî- nement et d'aspiration, de forme hélicoïdale 3, servant à aspirer à l'intérieur de la machine la matière à homogénéiser. Cet organe est porté directement par l'arbre rotatif central 4 de la machine.
Au-dessous de cet organe, et faisant corps avec lui, se trouve l'un des éléments tournants de la machine. Cet élément comporte une partie cylindrique percée de trous 5, destinés à laisser passer la pâte en la divisant, et une surface de révolution constituée par un cône 6 sur la face intérieure duquel glisse le mélange sous l'effet de la force centrifuge. Ce mélange est guidé et entraîné le long de ce cône par des ailettes 7 jusqu'au bord de ce cône en 8. Cet ensemble est porté directement par l'arbre 4 qui entraîne ainsi en rotation les éléments 3,5,6,7. Autour de cet arbre 4 est monté un manchon rotatif 9 qui tourne en sens inverse de l'arbre 4. Ces deux mouvements de rotation de l'arbre 4 et du manchon 9 peuvent tre obtenus de n'importe quelle manière appropriée, au moyen d'entraînement par poulies par exemple, ou autrement.
Le manchon 9 porte, à sa partie supérieure, une seconde surface de révolution constituée par un cône 10 sur lequel la matière éjectée du cône 6 par le bord 8 s'étale à nouveau sous forme d'une couche mince, en étant entraînée par des ailettes 11. Arrivée en 12, sur le bord du cône 10, la matière est projetée et vient frapper la paroi fixe 13 du bâti de la machine qui a la forme conique indiquée. Cette partie conique fixe 13 coopère avec un élément bionique 14 rotatif, qui fait corps avec le cône 10. Les deux surfaces coniques 13 et 15, qui ont mmes angles au sommet, sont à une distance très faible et réglable l'une de l'autre : le réglage s'effectue, par exemple, en déplaçant la partie 13 par rapport au bâti 1 et la fixant au moyen d'un bouton moleté 16.
Par ailleurs, la surface 14, qui fait corps avec la surface conique 15, a un angle au sommet légèrement plus grand, si bien que la distance entre la surface fixe 13 et la surface biconi- que 14-15 va en croissant vers le haut, ce qui permet, ainsi qu'on le verra ci-après, au mélange de pénétrer plus facilement entre ces surfaces.
Une goulotte 17 permet la récolte et l'évacuation du mélange homogénéisé.
Voici comment fonctionne le dispositif qui vient d'tre décrit :
Le mélange brut est introduit dans l'entonnoir et aspiré par l'organe d'entraînement 3 qui l'introduit à l'intérieur de la partie cylindrique 5 ; sous l'effet de la force centrifuge, ce mélange est projeté à travers les trous de la partie cylindrique 5, sur le cône 6.
A la surface de ce cône, il est entraîné en rotation par les ailettes 7 et glisse alors sur le eône sous l'effet de la force centrifuge, sous forme d'une couche mince ; il quitte le cône (i en 8 pour tre projeté sous l'effet de la force centrifuge sur le second cône 10 ; il y a à ce moment un effet de pulvérisation et de choc sur le second cône qui entraîne un écrasement et une division des grains ainsi qu'une dispersion de la matière ; arrivée sur ce second cône 10, la matière est entraînée par les ailettes 11, glisse sur ce second cône sous forme d'une couche mince, pour tre ensuite projetée sur la partie conique 13 sur laquelle elle est à nouveau pulvérisée et écrasée.
Ces séries de pulvérisations produisent une diminution des dimensions des grains qui constituent le mélange ainsi qu'une dispersion homogène de celui-ci. Lorsqu'il est arrivé sur la surface 13, le mélange continue à tre entraîné par la surface en rotation 14-15 et doit ensuite s'écouler sous l'effet de cet entraînement dans l'espace 18 compris entre la surface fixe 13 et les surfaces rotatives 14, 15, d'autre part. Ce mélange subit à ce moment un laminage qui a pour effet de le réagglomérer ; la matière ainsi homogénéisée est alors évacuée par la goulotte d'évacuation.
Le dispositif qui vient d'tre décrit est applicable dans tous les cas où on a à homo généiser une matière qui n'est pas trop épaisse ni trop sèche. Dans le cas d'une matière très épaisse ou très sèche, on peut avoir des difficultés à obtenir une alimentation régulière de l'appareil. Dans ce cas, il y a avantage à utiliser un dispositif d'alimentation tel que, par exemple, celui représenté sur les fig. 2 et 3. Dans ce cas, l'intérieur de la machine, au lieu d'tre alimenté directement par l'entonnoir 2, est relié par un large tuyau 19 à un dispositif d'entrainement à double vis sans fin 20,21, placé au fond d'une goulotte d'alimentation 19'.
Ces deux vis d'alimentation, qui tournent de préférence en sens in- verse, sont entraînées de préférence par le mme dispositif d'entraînement que les arbres 4 et 9. Elles assurent un écoulement convenable de la matière dans le conduit 19 et, par suite, dans le cône 6.
La 4 représente, à titre d'exemple, une modification que l'on pourra apporter au dispositif selon la fig. 1 pour permettre une aération de la matière ; il suffit, dans ce cas, de percer dans les parois du cône 10 une multitude de petits trous 23 qui, lorsque ce cône 3415 sera en rotation, auront un effet de pompe centrifuge qui tendra à injecter de l'air dans le mélange qui s'écoule dans l'espace 18, assurant une aération suffisante de ce mélange.
Comme il a été dit ci-dessus, si l'on désire injecter un autre gaz que de l'air, il suffira de faire communiquer l'intérieur du cône 14-15 avec une capacité contenant le gaz en question.
Sur la fig. 5, qui montre comment un dispositif analogue à la 1 peut tre appliqué à un mélange de deux constituants qui sont ensuite homogénéisés, la partie cylindrique 5 est remplacée par un distributeur 22 repré- senté très schématiquement sur le dessin. Ce distributeur comporte deux chambres 23 et 24 destinées à recevoir chacune un des constituants du mélange, et alimentées respectivement par des entonnoirs ou goulottes 26 et 27.
L'un des constituants introduits par l'enton- noir 26 s'écoule sous forme d'une couche extrmement mince le long du cône 6 en sui- vant le chemin indiqué par la flèche. L'autre constituant introduit par l'entonnoir 27 dans la chambre inférieure 24 du distributeur s'écoule sur le cône inférieur 10 et, arrivé au bord de ce cône, est pulvérisé et projeté dans la couche mince qui s'écoule le long du cône 6, de façon à constituer un mélange extrmement intime. Celui-ci peut tre immédiatement soumis à la réagglomération entre des surfaces analogues aux surfaces 15 et 13, comme dans le cas de la fig. 1.
Il peut égale- ment, comme cela a été représenté sur la fig. 5, tre reprojeté sur une surface conique 37, de façon à subir par chocs une nouvelle dispersion et homogénéisation pour quitter ensuite cette surface et subir la réaggloméra- tion entre une surface 28 tournant avec l'ensemble des cônes inférieurs et une surface fixe 29.
Au cas où l'on voudrait procéder à un mélange non pas de deux, mais de trois ou plusieurs phases, on pourrait utiliser un dispositif prémélangeur tel que celui représenté sur la fig. 6 et qui comporte un ensemble dis tributeur à trois entrées 30,31 et 32 qui délivrent respectivement leurs constituants dans trois cônes rotatifs 33, 34,35. Le constituant glissant sur le cône 33 est projeté, finement pulvérisé, sur la fine couche du constituant glissant sur le cône 34 et le mélange ainsi constitué est à son tour projeté finement pulvérisé sur la fine couche du constituant glissant sur le cône 35.
Bien entendu, s'il y a plus de trois constituants, on pourra rajouter des cônes supplé- mentaires. A la sortie du dernier cône, le mélange subira, le cas échéant, des pulvérisation s et une réagglomération au moyen de dispositifs analogues à. ceux représentés sur la fig. 1.
On pourra, bien entendu, apporter de nombreuses modifications sans sortir du domaine de la présente invention. En particu- lier, si cela est nécessaire, on peut augmenter le nombre des cônes d'où le mélange est projeté de l'un sur l'autre ; on peut prévoir que ces cônes tourneront à des vitesses diffé- rentes, etc. En fait, dans la pratique, le dispositif décrit suffira en général pour la plupart des applications.
Les applications du dispositif sont multiples : dans tous les domaines de l'industrie, le dispositif décrit peut tre utilisé, en effet, pour l'homogénéisation de n'importe quel mélange, quelle qu'en soit la nature. En particulier, le dispositif pourrait tre utilisable pour le lissage des caillés et autres fromages maigres ou autres ; il suffira dans ce cas que les différentes parties de l'appareil en contact avec le caillé soient en une matière non susceptible de donner nn goût au fromage, en particulier en acier inoxydable.