EP3224036A1 - Dispositif d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis des graines oléagineuses - Google Patents

Dispositif d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis des graines oléagineuses

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Publication number
EP3224036A1
EP3224036A1 EP15802018.0A EP15802018A EP3224036A1 EP 3224036 A1 EP3224036 A1 EP 3224036A1 EP 15802018 A EP15802018 A EP 15802018A EP 3224036 A1 EP3224036 A1 EP 3224036A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
extraction member
extraction
rotor
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15802018.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bertrand Dubreucq
Martine Miquel
Jean-Denis Faure
Yannick BELLEC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Institut des Sciences et Industries du Vivant et de lEnvironnement AgroParisTech
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Institut des Sciences et Industries du Vivant et de lEnvironnement AgroParisTech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut National de la Recherche Agronomique INRA, Institut des Sciences et Industries du Vivant et de lEnvironnement AgroParisTech filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3224036A1 publication Critical patent/EP3224036A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/04—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
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    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
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    • B30B9/042—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using press rams co-operating with casings mounted on a movable carrier, e.g. turntable
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    • B04B5/0442—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation
    • B04B2005/0485—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation with a displaceable piston in the centrifuge chamber

Definitions

  • the present invention relates to a device for extracting liquid from a substance.
  • a device for extracting liquid from a substance is intended for the extraction of oil from at least one oleaginous seed.
  • Such an extraction device is in particular used to measure the ease of extraction (extractability) of the oil from a seed or any other plant tissue (fruit, leaf, root, stem, etc.), and / or or for the study of this oil, in particular for the purpose of comparing the quality of different oils and / or the amount of extractable oil for given fabrics.
  • the extraction device can be used to extract a liquid from any compressible substance, including plant tissues (fruit, leaf, root, stem, etc.), animal tissues (meat, offal, etc.), industrial products derived from natural substances, soil samples, in the cosmetic field, in the food industry, or any other substance that can be envisaged.
  • an extraction device comprising an extraction member for extracting a liquid from a substance, in particular by compressing the substance.
  • the extraction member comprises a cylinder and a mobile compression piston in the cylinder.
  • the cylinder and the piston together define a receiving chamber of the substance to be compressed.
  • the cylinder comprises at least one liquid discharge orifice opening into said receiving chamber, through which the liquid resulting from the compression of the substance is collected.
  • This extraction device also includes a vertical pressing system, driving the piston into the cylinder to compress the substance.
  • Such an extraction device is effective only to compress at least three grams of substance. Thus, in the context of the study of oilseeds, it is necessary to work on plant populations to have enough seeds to compress. In other words, this extraction device can not extract oil from the seeds of a single plant.
  • the vertical pressing tends to cause upward oil in the set of compressed seeds, so that the compression and extraction of oil are difficult to reproduce.
  • the present invention is intended in particular to remedy these drawbacks, by providing an extraction device capable, on the one hand, of compressing a small quantity of substance, in particular of the order of a few milligrams of substance, and on the other hand having a good reliability of the extraction of the oil.
  • the subject of the invention is an organ for extracting liquid from a substance, in particular since at least one oleaginous seed, comprising a cylinder and a mobile compression piston in the cylinder, the cylinder and the piston delimiting together a substance receiving chamber, and the cylinder comprising at least one liquid discharge opening opening into said receiving chamber, characterized in that the cylinder extends along a compression direction, and the compression piston is arranged in free sliding along this direction of compression in the cylinder.
  • This extraction member is intended to equip an extraction device comprising a rotor, for example a rotor of conventional type.
  • the piston being free sliding, it moves in the cylinder under the effect of a centrifugal force, directly proportional to the square of the speed of rotation of the rotor. It should be noted that the pressure applied to the substance being proportional to the square of the speed of rotation of the rotor, it is easily reproducible.
  • the extracted liquid is directly discharged through the discharge orifice under the effect of this same centrifugal force, so that it can be harvested efficiently, without any risk of rising in the compressed component.
  • this extraction device can be used on small amounts of seeds, in particular of the order of a few milligrams, for example 50 mg.
  • the extraction device according to the invention is also simple and quick to implement.
  • An extraction device may further comprise one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination.
  • the extraction member comprises a weight ballast, intended to cooperate with the piston, in particular under the effect of a centrifugal force.
  • the ballast mass has a hollow cylindrical general shape, of transverse dimensions greater than those of the cylinder, the ballast mass being arranged at least partially around the cylinder.
  • the extraction member comprises a body extending in a main direction, the cylinder being carried by the body, and said body being adapted to be secured to a rotor.
  • the body has a discharge circuit, communicating with the discharge port, and extending to a receiving location of a liquid recovery cartridge.
  • the extraction member comprises non-return means arranged in the evacuation circuit, intended to prevent a return of liquid from the evacuation circuit to the chamber.
  • the extraction member comprises a balancing cartridge carried by the body transversely facing the recovery cartridge.
  • the body has a foot, extending in the main direction, adapted to rest on a support wall.
  • the reception area is located in the foot of the body.
  • the cylinder is fixed to the body by removable fastening means.
  • the extraction member comprises filtering means, arranged between the chamber and the discharge port, comprising a disk arranged in the cylinder, machined to allow the passage of liquid at its periphery.
  • the invention also relates to a device for extracting liquid from a substance, especially since at least one oleaginous seed, characterized in that it comprises:
  • a rotor forming a support for each extraction member, said rotor being rotatable about an axis of rotation
  • An extraction device may further comprise one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination.
  • the rotor comprises at least one housing housing the extraction member, the housing having a generally cylindrical shape extending along a longitudinal axis, and comprising a bottom wall, a circumferential side wall, and an arranged mouthpiece facing the bottom wall in the direction of the longitudinal axis.
  • the body of the extraction member carries a wedging element intended to cooperate with the circumferential side wall to maintain the extraction member in position in the housing.
  • the wedging element is carried by a telescopic arm extending from the body, intended to extend transversely in the housing so as to press the body and the wedging element facing each other, each against the circumferential wall.
  • the body comprises a hooking element, intended to be fixed on the mouth of the housing.
  • FIG. 1 is a perspective view of an extraction device according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of an extraction member fitted to the extraction device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view in axial section of the extraction device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a detail of FIG. 3, showing the extraction member in more detail
  • FIG. 5 is a view similar to Figure 4, showing an extraction member according to an alternative embodiment
  • FIG. 6 is a perspective view of an extraction device according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an extraction member fitted to the extraction device of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a perspective view of an extraction member intended to equip an extraction device according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a partial view in axial section of the extraction device according to the third exemplary embodiment of the invention, comprising the extraction member of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a perspective view of an extraction member according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 1 is an exploded perspective view of a portion of the extraction member of Figure 10;
  • FIG. 12 is a view in axial section of the extraction member portion of FIG.
  • FIG. 1 shows an extraction device 10 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the extraction device 10 is intended to extract a liquid from a substance, for example to extract oil from oleaginous seeds.
  • the extraction device 10 comprises a rotor 12 forming a support for at least one extraction member 14, which will be described later.
  • the rotor 12 is rotatable about an axis of rotation R, and is rotated by a conventional type motor (not shown).
  • a conventional type motor (not shown).
  • the rotor 12 has a structure similar to that of a conventional centrifuge.
  • the rotor 12 is able to rotate under the effect of its engine, for example up to a speed of 14,000 revolutions / min.
  • the rotor 12 comprises at least one housing 16 intended to receive the extraction member 14.
  • This housing 16 which is shown in greater detail in FIG. 3, has a generally cylindrical shape extending along a longitudinal axis X.
  • the housing 16 is delimited by a bottom wall 18, perpendicular to the longitudinal axis X, a circumferential side wall 20 extending around the longitudinal axis X and parallel thereto, and a mouth 22 arranged in view of the bottom wall 18 in the direction of the longitudinal axis X.
  • the longitudinal axis X is advantageously inclined relative to the axis of rotation R, for example at an angle of 23 °.
  • the rotor 12 comprises a plurality of housings 16 distributed circumferentially about the axis of rotation R, each intended to receive a respective extraction member 14.
  • the extraction device 10 makes it possible to carry out several extractions simultaneously, when several extraction members 14 are arranged in several respective housings 16.
  • the rotor 12 comprises six housings 16.
  • the rotor 12 is provided with a cover 24 (visible in FIG. 3) intended to cover the housings 16, over their mouths 22.
  • the rotor 12 comprises temperature control means (not shown), for adjusting the temperature to an optimum value to promote the extraction of liquid.
  • the extraction member 14, intended to be housed in the housing 16, will now be described with reference to FIGS. 2 to 5.
  • the extraction device 10 comprises several extraction members 14, these are generally similar, so only one will be described in detail below.
  • the extraction member 14 comprises a body 26, extending along a main direction A.
  • the body 26 is intended to carry a cylinder 30, shown in more detail in FIG. 4, extending along a compression direction C.
  • a compression piston 32 movable in the cylinder 30 in the compression direction C, defines, with this cylinder 30, a chamber 34 for receiving the substance to be compressed.
  • This compression piston 32 is advantageously made of titanium, or alternatively of steel. The material in which the piston is made influences the load factor, which is directly proportional to the piston volume.
  • an O-ring seal 33 is arranged radially between the compression piston 32 and the cylinder 30.
  • the piston 32 has a modifiable length in the compression direction C.
  • the length of the piston 32 can be modified by screwing / unscrewing these two parts.
  • the length of the piston can be modified by adding shims.
  • the piston 32 is easily removable from the cylinder 30, so that it can easily be replaced by another piston of different length, depending on the desired maximum volume for the chamber 34.
  • the cylinder 30 is closed by a cup 35, arranged facing the compression piston 32 in the compression direction C, and closing the receiving chamber 34.
  • This cup 35 has at least one discharge orifice 36, opening into the chamber 34, for the evacuation of a liquid resulting from the compression of the substance.
  • an O-ring seal 37 is arranged axially between the cup 35 and a seat formed on the cylinder 30, in order to prevent leakage of liquid, the liquid thus being exclusively discharged by each discharge orifice 36.
  • the cup 35 When the cylinder 30 is attached to the body 26, the cup 35 is in plane contact with a complementary surface of the body 26.
  • This planar contact is made with a roughness of such precision that the liquids or gases can not flow between this cup 35 and the complementary surface.
  • this contact is reinforced by centrifugal force, therefore proportionally to the square of the speed of rotation, when the rotor 24 is rotating. This ensures a good seal between the cylinder 30 and the body 26, this seal being reinforced by the centrifugal force.
  • filtering means 40 are arranged between the chamber 34 and the discharge orifice 36, and more particularly arranged between the chamber 34 and the cup 35.
  • the filtering means comprise a disc 42 arranged transversely with a clearance in the cylinder 30, this clearance being determined to let only liquid pass.
  • the disc 42 is machined at its periphery to have notches of sufficiently small dimensions to allow only the passage of liquid.
  • such a disk 42 is advantageous in that it is particularly simple to clean, and that it provides a smaller possible liquid retention area.
  • the filtering is ensured by the calibration of the adjustment between the disk 42 and the cylinder 30, and makes it possible to dispense with an ancillary filtering device such as a strainer or a screen, or any other device for filtering by perforated surfaces or particle retention tissues.
  • an ancillary filtering device such as a strainer or a screen, or any other device for filtering by perforated surfaces or particle retention tissues.
  • the device does not have a driving element for driving the compression piston 32.
  • the compression piston 32 is freely sliding in the cylinder 30 along the direction of sliding C.
  • the device comprises a weight ballast 31 intended to cooperate with the piston 32. More particularly, in the example described, the weight ballast 31 is automatically in contact with the piston 32 under the effect of the centrifugal force due to the rotation of the rotor.
  • ballast mass 31 is connected to the piston 32 by static or hyperstatic mechanical connection.
  • This ballast mass 31 has a generally cylindrical hollow shape, of transverse dimensions, that is to say of dimensions considered perpendicular to the compression direction C, greater than that of the cylinder 30. Thus, this ballast mass 31 is arranged at least partially around the cylinder 30.
  • the ballast mass 31 may have any shape to support and add the effects of its mass to that of the piston 32 in operation.
  • the ballast mass 31 comprises non-return means 39, ensuring the displacement of this ballast mass 31, therefore the piston 32, in one direction.
  • These non-return means 39 are manually deactivatable, in order to reset the position of the piston 32, or to disassemble it.
  • the seal between the piston 32 and the cylinder 30 is ensured by the fact that the liquid, solid or gaseous particles resulting from the compression are subjected to the centrifugal force and thus discharged towards the outside of the rotor 24 in the direction of the orifice. evacuation 36, therefore the opposite of the piston 32.
  • the effectiveness of this seal is proportional to the square of the rotational speed of the rotor 24.
  • the cylinder 30 is fixed to the body 26 by removable fastening means 38, for example by screwing.
  • the cylinder 30 can be removed from the body 26 and replaced by another cylinder, in particular a cylinder whose dimensions of the chamber 34 are different, such as the cylinder 30 ', shown in FIG.
  • This other cylinder 30 extends in a compression direction C. This cylinder
  • 30 ' has an outer wall 30A' and an inner wall 30B 'extending parallel to each other, one around the other, and each parallel to the compression direction C. These partitions outer 30A 'and inner 30B' are interconnected by a connecting portion 30C.
  • the outer wall 30A ' has transverse and longitudinal dimensions similar to those of the cylinder 30 previously described with reference to FIG.
  • the inner partition 30B ' delimits a receiving chamber 34', in which is likely to move a piston 32 'whose transverse dimensions correspond to those of the inner partition 30B'.
  • an O-ring seal 33 ' is arranged radially between the piston 32' and the inner partition 30B '.
  • the receiving chamber 34 ' Due to the transverse dimensions of the inner partition 30B ', lower than those of the outer wall 30A', the receiving chamber 34 'has a smaller volume than that of the receiving chamber 34 of the cylinder 30 previously described with reference to FIG. 4. Thus, this other cylinder 30 'is for example used for the extraction of liquid from a smaller amount of substance.
  • the cylinder 30 has a receiving chamber 34 of diameter equal to 20 mm, and in the example of Figure 5, the other cylinder 30 'has a receiving chamber 34 'of diameter equal to 8 mm.
  • the choice of the cylinder 30, 30 ' depends on the amount of substance from which it is desired to extract the liquid and the desired maximum compression pressure.
  • reception chamber diameters for example a chamber of diameter equal to 12 mm.
  • the diameter of the receiving chamber is therefore chosen according to the pressure desired and the surface of the substance to be squeezed. It should be noted that a 12mm diameter chamber has an excellent compromise between pressure and substance area.
  • the device also comprises a ballast mass 31 'intended to cooperate with the piston 32'. More particularly, in the example described, the ballast mass 31 'is automatically in contact with the piston 32' under the effect of the centrifugal force due to the rotation of the rotor. For example, this weighting mass 31 'is identical to the weighting mass 31 previously described with reference to FIG.
  • the ballast mass 31 ' has an air passage opening 29', opening on the inside of the cylinder 30 ', and more particularly on a space defined between the inner 30B' and outer 30A 'partitions.
  • This orifice 29 ' allows the passage of the air towards the outside when the ballast mass 31' moves along the cylinder 30 ', thus preventing air from being compressed in said space, which would limit the displacement of this mass ballast 31 ', so the piston 32'.
  • this orifice 29 ' is found on the weighting mass 31 of FIG. 4, since it is the same weighting mass as that 31' of FIG.
  • the cylinder 30 ' is closed by a cup 35', arranged facing the compression piston 32 'in the compression direction C, and closing the receiving chamber 34'.
  • This cup 35 ' has at least one discharge port 36', opening into the chamber 34 ', for the evacuation of a liquid resulting from the compression of the substance.
  • an O-ring seal 37 ' is arranged axially between the cup 35' and a seat formed on the cylinder 30 ', in order to prevent leakage of liquid, the liquid thus being exclusively discharged by each discharge orifice 36 .
  • filtering means 40 ' are arranged between the chamber 34 and the discharge orifice 36, and more particularly arranged between the chamber 34 and the cup 35.
  • the filtering means 40' comprise a disc 42 'arranged transversely with a clearance in the space defined by the inner partition 30B'.
  • the disc 42 ' is machined at its periphery to have notches of sufficiently small dimensions to allow only the passage of liquid. Any other means of adapted filtering can alternatively be envisaged.
  • the body 26, bearing the cylinder 30, is intended to be housed in one of the housings 16 of the rotor 12.
  • the body 26 is shaped so that its main direction A is aligned with the longitudinal axis X when it is housed in housing 16.
  • the body 26 includes a wedging element 44, intended to rest on the circumferential sidewall 20 of the housing 16.
  • the wedging element 44 has a generally semicircular shape. , of dimensions corresponding to those of the circumferential side wall 20.
  • the wedging element 44 rests on a part of the circumference of this circumferential side wall 20, preferably greater than half of this circumference, so that this element wedging 44 is thus immobilized transversely.
  • the body 26 has a foot 46, intended to rest on the bottom wall 18, this foot 46 extending parallel to the main direction A.
  • the wedging element and the foot 46 form polarizing means , imposing the positioning of the body 26 in the housing 16.
  • This positioning is chosen so that the compression direction C is inclined with respect to the axis of rotation R when the extraction member 14 is housed in the housing 16.
  • the main direction A and the compression direction C thus form together an angle chosen for this purpose.
  • the compression direction C is inclined at 90 ° relative to the axis of rotation R.
  • the main direction A and the compression direction C together form an angle of 67 °.
  • the main direction A is aligned with the longitudinal axis X of the housing 16 when the extraction member 14 is disposed in this housing 16, so that this angle between the main direction A and the compression direction C is calculated as a function of the angle between the longitudinal axis X and the axis of rotation R, which is 23 ° in the example described.
  • the body 26 ensures a recovery of the coaxial forces to the housing 16, as well as the holding of the extraction member 14 in the housing 16 of the rotor 24.
  • the body 26 includes an exhaust circuit 48 communicating with the liquid outlet port 36, 36 '.
  • the evacuation circuit 48 comprises a main pipe 48A, a first evacuation pipe 48B intended to be disposed facing the outlet orifice 36 of the dish 35 of FIG. 4 (chamber 8mm in diameter), and a second evacuation line 48C, intended to be arranged opposite the discharge orifice 36 'of the cup 35' of FIG. 5 (20mm diameter chamber).
  • Each of these first 48B and second 48C exhaust lines opens into the main line 48A.
  • the outlet orifice of the cup is advantageously formed at the periphery of the chamber.
  • each of these first 48B and second 48C discharge lines comprises a seal, respectively 49B and 49C, carried at the mouth of this first 48B, respectively second 48C, discharge line.
  • This seal 49B, 49C is intended to cooperate with the cup 35, 35 'to prevent leakage of liquid flowing between the discharge port 36, 36' and the first 48B or second 48C corresponding discharge line.
  • anti-return means 57 comprising for example a non-return valve, are arranged in the evacuation circuit 48, in order to prevent a return of liquid from this circuit to the chamber 34.
  • an anti-return valve -return is arranged in each of the first 48B and second 48C evacuation lines.
  • the main pipe 48A extending to a location 50 for receiving a cartridge 52 for recovering liquid.
  • the location 50 comprises holding means 54, including a holding nut 55, intended to cooperate with a flange 56 carried by the recovery cartridge 52, thus forming a removable attachment of the recovery cartridge 52 in the location 50.
  • the recovery cartridge 52 can thus be easily dismantled and / or replaced, especially when it is filled with liquid coming from the extraction.
  • This recovery cartridge 52 makes it possible to prevent the particles from being transferred therein, in particular for the purpose of conditioning or for measurements.
  • the recovery cartridge 52 may, after being disassembled from the body 26, be sealed by closure means, for example a screwed or crimped lid.
  • closure means for example a screwed or crimped lid.
  • the recovery cartridge allows a direct measurement in terms of masses by a measuring device whose accuracy allows to weigh a complete set (container and content) of a few grams.
  • the body 26 optionally carries a balancing cartridge 58, arranged transversely facing the recovery cartridge 52.
  • This balancing cartridge 58 can receive any type of material to balance the overall masses of different extraction members 14 between them.
  • This balancing cartridge 58 is for example carried by a support arm
  • this support arm 59 extending transversely, advantageously so as to bear against the circumferential wall 20 of the housing 16.
  • this support arm 59 contributes to the recovery of forces and the positioning of the recovery member 14.
  • the extraction member 14 is placed on a work surface (bench), in particular by resting on its foot 46, 64.
  • the cylinder 30, 30 ' is then prepared, in particular by choosing the volume of the receiving chamber 34, 34' as a function of the quantity of substance to be treated. As indicated above, the volume of the receiving chamber 34, 34 'depends on one hand on the cylinder 30 or 30' chosen, and the length of the piston 32, 32 'chosen.
  • the substance is introduced into the chamber 34, 34'.
  • the filtering means 40, 40 ' are then arranged in the cylinder 30, 30', then the chamber 34, 34 'is closed by assembling the cylinder 30, 30' with the corresponding cup 35, 35 '.
  • the cylinder 30, 30 ' is then assembled with the body 26, by means of the fastening means 38.
  • an empty recovery cartridge 52 is assembled in the receiving location 50.
  • the extraction member 14 is then inserted into one of the housings 16 of the rotor 12. Due to the shape and orientation of the foot 46 and the wedging element 44, this extraction member 14 is arranged so that its principal direction A is aligned with the longitudinal axis X of the housing 16, and the compression direction C in which the cylinder 30, 30 'extends is inclined, preferably at 90 °, with respect to the In addition, the piston 32, 32 'faces this axis of rotation R, and the discharge orifice 36, 36' is opposite this piston 32, 32 'in the direction compression C, and oriented from the center of the rotor to the outside of this rotor.
  • the rotor 12 is then rotated.
  • the piston 32, 32 ' which is weighted by the ballast mass 31, 31' and which is free to slide in the cylinder 30, is driven by the centrifugal force towards the outside, therefore towards the discharge port 36, 36 '.
  • a pressure of 314 bars is obtained from 500 revolutions / min, and a pressure of 509 bar is obtained from a speed of 14,000 revolutions / min.
  • a pressure of 314 bar is obtained for a speed greater than 4500 rev / min, and a pressure of 509 bar is obtained for a speed greater than 6 500 revolutions / min.
  • the liquid extracted from the substance is also separated from this substance and driven outwards, that is to say first say to the extraction orifice 36, 36 ', then to the main pipe 48A, which promotes the evacuation of this liquid.
  • this evacuation cartridge 52 extends in the main direction A, and is therefore inclined relative to the axis of rotation R, which promotes the flow of liquid towards the bottom of this cartridge 52.
  • the rotation of the rotor 12 is stopped, and the extraction member 14 is removed from the housing 16 for the recovery of the cartridge 52, for the analysis of the extracted liquid.
  • FIGS. 6 and 7 show an extraction device 10 according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • elements similar to those of the preceding figures are designated by identical references.
  • the extraction member 14 differs from that of the first embodiment in that it comprises a hooking element 60, replacing the wedging element 44.
  • This element of FIG. 60 is intended to be fixed on the mouth 22 of the housing 16, as shown in Figure 6.
  • the attachment element 60 allows a good retention of the extraction member 14 in position, ensuring in particular a good recovery of the axial forces experienced by the extraction member 14 in the direction of the longitudinal axis X.
  • the foot 46 is optional, and is then generally used only to put the extraction member 14 on a work plan outside the housing 16.
  • the foot 46 is removable, so that it can be disassembled before insertion into the housing 16, in order to reduce the weight embedded in the rotor 12.
  • FIGS. 8 and 9 show an extraction device 10 according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • elements similar to those of the preceding figures are designated by identical references.
  • the wedging element 44 is carried by a telescopic arm 62 extending from the body 26 in a direction perpendicular to the main direction A.
  • this telescopic arm 62 is intended to extend transversely in the housing 16, as shown in FIG. 9, so as to press the body 26 and the wedging element 44 one facing the other. , each against the circumferential wall
  • the body 26 has a hollow foot 64, in which the receiving location 50 is formed. This hollow foot 64 extends in the main direction A.
  • FIG. 10 shows an extraction member 14 according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • elements similar to those of the previous embodiments are designated by identical references.
  • the extraction member is connected to the rotor 12 by connecting means 66.
  • the connecting means 66 comprise a ring gear 68 secured to the rotor 12, coaxially with the axis of rotation R, the ring gear 68 comprising a plurality of pins 70, at least one pin 70, preferably two pins 70, being arranged opposite each dwelling 16.
  • the connecting means 66 furthermore comprise a connecting arm 72 having a first end 72A fixed to the body 26, and a second end 72B having a receiving orifice 74 for each pin 70 facing the housing 16 in which the housing is housed. extraction member 14.
  • the second end 72B rests on the ring 68, the corresponding pins 70 passing through the respective receiving orifices 74.
  • Such connecting means 66 are sufficient to maintain satisfactorily the extraction member 14 in the housing 16, and allow a very simple assembly of the extraction member 14 in the housing, requiring no tools, by simply placing the second end 72B on the ring 68 by inserting the pins 70 into the receiving orifices 74.
  • connecting means 66 could be adapted to an extraction member 14 according to any other embodiment of the invention.
  • the extraction member 14 further comprises, independently of the connecting means 66, means 76 for fixing the cylinder 30 to the body 26. These attachment means 76 are shown in greater detail in the figures 1 1 and 12.
  • the fixing means 76 comprise a fixing cage 78, secured to the body 26, for example by screwing.
  • the fixing cage 78 has a central opening 80 for receiving the cup 35 and the cylinder 30.
  • the fixing means 76 also comprise a clamping ring 82, intended to rest against a flange 84 of the cylinder 30 to hold the cylinder 30 in the fixing cage 78.
  • the central opening 80 and the clamping ring 82 have complementary shapes for clamping the clamping ring 82 in the central opening 80.
  • the clamping ring 82 is provided with an external thread
  • the central opening 80 is provided with a complementary internal thread, so that the clamping ring 82 is clamped against the collar 84 by screwing.
  • the clamping ring 82 has forms 86, in particular notches, for engaging complementary shapes 88, in particular pins, with a tool 90 provided for this purpose.
  • These fixing means 76 allow a quick and easy manual fixing of the cylinder 30 against the body 26.
  • the ballast mass 31 comprises a substantially frustoconical portion 31A surrounding the cylinder 30, extended by a portion substantially cylindrical 31 B. This ballast mass 31 is particularly stable and resistant.
  • the disc 42 has a peripheral chamfer 84 delimiting with the cup 35 a peripheral channel, in particular to facilitate the evacuation of the liquid.
  • the extraction device 10 according to the invention is particularly effective since it has a pressing efficiency (that is to say the ratio of the mass of oil obtained on the mass of compressed seeds) can reach 35%, which is close to the maximum theoretical yield for a cold oilseed.
  • the extraction device 10 according to the invention is compact. It can easily be transported, especially for in situ analyzes.
  • the hollow foot 64 of the extraction member 14 according to the third exemplary embodiment could replace the foot 46 of the extraction members 14 of the first and second exemplary embodiments.
  • the extraction device 10 can be used to extract a liquid from a wide range of tissues, living or not, for analysis or quantification purposes.
  • the extraction device 10 can be used to extract yeast-type microorganism oil.
  • oil is extracted from a lyophilized yeast pellet by rotation at 8000 rpm for 30 min at room temperature in the chamber 34 of diameter 8 mm.
  • the extraction device 10 can also be used for extracting oil from pellets of lyophilized micro-algae with high oil content.
  • the extraction device 10 is designed to recover a phase (liquid or gaseous) of a solid but remains a press of a very small size with a high pressure range, allowing numerous pressing applications at small scales, in particular for use on expensive and / or rare materials.
  • the extraction device 10 can receive in its compression chamber 34 any type of material according to all the known gaseous, liquid, solid or plasma states, as well as in different types of origins and quantities, both in terms of volume. only masses.
  • Compression chamber 34 and / or its contents may receive or be subjected to any type of external radiation-type solicitations (supply or subtraction of calories, submission to direct electrical or electronic excitation or by magnetic fields) other than those generated by the centrifugal force and pressure variations described above.
  • external radiation-type solicitations supply or subtraction of calories, submission to direct electrical or electronic excitation or by magnetic fields
  • the extraction device 10 thus subjected to all or part of these external actions makes it possible to vary the state of the contents of the compression chamber 34 composed of material, both in terms of the composition, the number of compounds and or the distribution of the compounds within the content initially introduced into the compression chamber 34.
  • the compression chamber 34 may initially be filled with several solid compounds of the same material or of different materials and under different states, different liquids or gases or a mixture of the three, be subjected to compression and external stresses and at the end of the transformation cycle, formed into a solid sample in one piece or a liquid or a gas with properties different from the state of the content before transformation.
  • the material is obtained by sintering powders with electronic characteristics allowing current transport by offering very low resistances at different temperatures.
  • the material has very high mechanical characteristics on the surface or core of the material of the metal, ceramic, polymer type, etc.
  • the material has different properties before and after transformation that can have properties and properties. behavior at the atomic scale such that the periods of radioactivity are modified.
  • the extraction device 10 is designed so that the different physical transformations of the state of the material as well as the new physical, chemical, electrical, electronic, olfactory, food and radioactive properties and the properties of variations of the state of the component (s) obtained can be measured by recovering all the compounds but also by measuring the different elements of the device that participated in the transformation including all the components of the device.
  • the extraction device 10 can, by adjustments of the dimensions of the compression chamber 34, make it possible to reach pressures of several thousand to tens of thousands of bars (without theoretical limits) under a controlled atmosphere and under the effect of centrifugation. allow the arrangement of the material in the direction of centrifugation and control the gases and liquids emitted or received during processing.
  • the extraction device 10 can, by deleting the recovery channels
  • 48A, 48B, 48C comprise a sealed chamber whose compounds can not escape but undergo or not transformations during the compression phase.
  • the chamber may be made in such a way that radial orifices may allow communication with related exterior chambers so that compounds may be introduced or discharged during the compression phase.
  • These orifices may themselves receive calibration devices and generally control and closure of the chamber during movement of the piston 32.
  • the extraction device 10 can also be used for gas recovery.
  • the rotor 24 has, in each housing 16, an orifice formed on the bottom wall 18, and oriented so as to be at the most eccentric point of the housing 16 relative to the axis of rotation R of the rotor 24 .
  • the molecules of air or gas irrespective of the compounds or the molecular arrangement, thus subjected to this centrifugal force, escape from the rotor 24, thus creating a vacuum that can reach a level comparable to an atmospheric vacuum whose level is conditioned by the speed of rotation of the rotor 24.
  • the orifice, mentioned above, between the housing 16 and the outside of the rotor 24, can receive any device making it possible to control the passage of the flow of air or gas generated by the rotation of the rotor 24, and thus to regulate, shut off or leave the flow free and check the pressure level of the gases in the rotor 24.
  • Each housing 16 can be isolated from the others within the same rotor 24 by creating a sealed wall in the upper part of the housing or by the creation of a multi-part dismountable waterproof enclosure able to receive communication orifices allowing the circulation and control of the passage of gases.
  • the extraction device 10 is thus equipped to include a closed circuit for putting the compression chamber 34 and the outside of the rotor in relation and thus subject the compression chamber 34 to a depression.
  • the circuit is thus made that the gaseous particles are separated from the liquid particles and sucked in a different direction allowing the recovery of the particles according to their state in different receptacles.
  • the receptacles and conduits leading these streams of materials can receive any clean filtration device to recover all or part of the flow of material in motion.
  • the extraction device 10 can also be used while remaining confined in the sealed enclosure, during the entire compression phase, so that all the gaseous transformations that took place during the compression phase can be recovered by the opening. the speaker or access to the contents of the enclosure via a hole provided for this purpose.
  • the chamber 34 houses a liquid with different properties before and after transformation, which may have properties and behaviors on the atomic scale that can be recombined or participate in reactions by fission, fusion, or recombination. natural or under constraints of external actions.
  • the chamber 34 houses a liquid or gas with different properties before and after transformation may have lower and higher calorific values different from the initial state.
  • the chamber 34 houses a liquid or gas with different properties before and after transformation may have different electrical conduction properties, electronic or heat.
  • the chamber 34 houses a material, liquid, or gas with different properties before and after transformation can be confined within an envelope (example vitrification).
  • the chamber 34 houses a material having different characteristics (metallurgical, electrical or electronic or optical behavior) within the final content by differential distribution of the material due to the centrifugation with different states of purity of this material. (For example, the optical characteristics of the material are different between the two faces of the same final material obtained).
  • the chamber 34 houses an organic compound whose properties before and after transformation can interact with living organisms whether for medical or food (medicines).
  • the extraction device 10 can be used to extract a liquid from any compressible substance. It should be noted that this extraction is carried out without the use of a solvent.
  • the extraction device 10 has been tested to extract oil from spices, such as cloves or pink berries, with a yield of about 15%.
  • a mass of oil of 19.2 mg was extracted from a seed mass of 144.6 mg of cloves, and a mass of oil of 19.1 mg was extracted from a mass of seeds. 168.8 mg of pink berries.
  • the table below shows the yield of oil theoretically contained in these seeds, and the yield of oil extracted by means of the extraction device according to FIG. 'invention.

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Abstract

Le dispositif d'extraction comporte un organe (14) d'extraction comprenant un cylindre (30) et un piston de compression (32) mobile dans le cylindre (30), le cylindre (30) et le piston (32) délimitant ensemble une chambre (34) de réception de la substance, et le cylindre (30) comprenant au moins un orifice d'évacuation de liquide débouchant dans ladite chambre de réception (34). Le cylindre (30) s'étend le long d'une direction de compression (C), et le piston de compression (32) est agencé en coulissement libre le long de cette direction de compression (C) dans le cylindre (30).

Description

Dispositif d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis des graines oléagineuses
La présente invention concerne un dispositif d'extraction de liquide depuis une substance. En particulier, un tel dispositif est destiné à l'extraction d'huile depuis au moins une graine oléagineuse.
Un tel dispositif d'extraction est notamment utilisé en vue de mesurer la facilité d'extraction (extractibilité) de l'huile d'une graine ou de tout autre tissu végétal (fruit, feuille, racine, tige, etc.), et/ou en vue de l'étude de cette huile, notamment à des fins de comparaison de la qualité de différentes huiles et/ou de la quantité d'huile extractible pour des tissus donnés.
En variante, le dispositif d'extraction peut être utilisé pour extraire un liquide de toute substance compressible, notamment de tissus végétaux (fruit, feuille, racine, tige, etc.), de tissus animaux (viande, abats, etc.), de produits industriels dérivés de substances naturelles, de prélèvement de sol, dans le domaine cosmétique, dans le domaine alimentaire, ou toute autre substance envisageable.
On connaît déjà, dans l'état de la technique, un dispositif d'extraction comportant un organe d'extraction destiné à extraire un liquide depuis une substance, notamment en compressant cette substance. A cet effet, l'organe d'extraction comporte un cylindre et un piston de compression mobile dans le cylindre. Le cylindre et le piston délimitent ensemble une chambre de réception de la substance à compresser. Le cylindre comprend au moins un orifice d'évacuation du liquide, débouchant dans ladite chambre de réception, au travers duquel le liquide issu de la compression de la substance est récolté.
Ce dispositif d'extraction comporte également un système de pressage vertical, entraînant le piston dans le cylindre pour compresser la substance.
Un tel dispositif d'extraction n'est efficace que pour compresser au moins trois grammes de substance. Ainsi, dans le cadre de l'étude de graines oléagineuses, il est nécessaire de travailler sur des populations de plantes pour disposer de suffisamment de graines à compresser. En d'autres termes, ce dispositif d'extraction de permet pas d'extraire de l'huile depuis les graines d'une seule plante.
Par ailleurs, dans ce dispositif d'extraction, le pressage vertical a tendance à entraîner des remontées d'huile dans l'ensemble de graines compressées, si bien que la compression et l'extraction d'huile sont difficilement reproductibles.
La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, en fournissant un dispositif d'extraction capable, d'une part, de compresser une petite quantité de substance, notamment de l'ordre de quelques milligrammes de substance, et présentant d'autre part une bonne fiabilité de l'extraction de l'huile.
A cet effet, l'invention a pour objet un organe d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis au moins une graine oléagineuse, comprenant un cylindre et un piston de compression mobile dans le cylindre, le cylindre et le piston délimitant ensemble une chambre de réception de la substance, et le cylindre comprenant au moins un orifice d'évacuation de liquide débouchant dans ladite chambre de réception, caractérisé en ce que le cylindre s'étend le long d'une direction de compression, et le piston de compression est agencé en coulissement libre le long de cette direction de compression dans le cylindre.
Cet organe d'extraction est destiné à équiper un dispositif d'extraction comportant un rotor, par exemple un rotor de type classique.
Le piston étant à coulissement libre, celui-ci se déplace dans le cylindre sous l'effet d'une force centrifuge, directement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du rotor. Il est à noter que la pression appliquée à la substance étant proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du rotor, elle est aisément reproductible.
Par ailleurs, le liquide extrait est directement évacué par l'orifice d'évacuation sous l'effet de cette même force centrifuge, si bien qu'il peut être récolté de manière efficace, sans aucun risque de remontée dans le composant compressé.
Enfin, du fait de son efficacité, ce dispositif d'extraction peut être utilisé sur de faibles quantités de graines, notamment de l'ordre de quelques milligrammes, par exemple 50 mg.
Le dispositif d'extraction selon l'invention est par ailleurs simple et rapide à mettre en œuvre.
Un dispositif d'extraction selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables.
- L'organe d'extraction comporte une masse de lestage, destinée à coopérer avec le piston, notamment sous l'effet d'une force centrifuge.
- La masse de lestage présente une forme générale cylindrique creuse, de dimensions transversales supérieures à celles du cylindre, la masse de lestage étant agencée au moins partiellement autour du cylindre.
- L'organe d'extraction comporte un corps s'étendant dans une direction principale, le cylindre étant porté par ce corps, et ledit corps étant destiné à être solidarisé à un rotor. - Le corps comporte un circuit d'évacuation, communiquant avec l'orifice d'évacuation, et s'étendant jusqu'à un emplacement de réception d'une cartouche de récupération de liquide.
- L'organe d'extraction comporte des moyens anti-retour agencés dans le circuit d'évacuation, destinés à empêcher un retour de liquide depuis le circuit d'évacuation vers la chambre.
- L'organe d'extraction comporte une cartouche d'équilibrage, portée par le corps transversalement en regard de la cartouche de récupération.
- Le corps comporte un pied, s'étendant dans la direction principale, propre à reposer sur une paroi de support.
- L'emplacement de réception est ménagé dans le pied du corps.
- Le cylindre est fixé au corps par des moyens de fixation démontables.
- L'organe d'extraction comporte des moyens de filtrage, agencés entre la chambre et l'orifice d'évacuation, comprenant un disque agencé dans le cylindre, usiné pour autoriser le passage de liquide à sa périphérie.
L'invention concerne également un dispositif d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis au moins une graine oléagineuse, caractérisé en ce qu'il comporte :
- au moins un organe d'extraction tel que défini précédemment,
- un rotor formant un support pour chaque organe d'extraction, ledit rotor étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation,
et dans lequel le cylindre est solidarisé au rotor, la direction de compression étant inclinée par rapport à l'axe de rotation.
Un dispositif d'extraction selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables.
- Le rotor comporte au moins un logement logeant l'organe d'extraction, le logement présentant une forme générale cylindrique s'étendant le long d'un axe longitudinal, et comprenant une paroi de fond, une paroi latérale circonférentielle, et une embouchure agencée en regard de la paroi de fond dans la direction de l'axe longitudinal.
- Le corps de l'organe d'extraction porte un élément de calage destiné à coopérer avec la paroi latérale circonférentielle pour maintenir l'organe d'extraction en position dans le logement.
- L'élément de calage est porté par un bras télescopique s'étendant depuis le corps, destiné à s'étendre transversalement dans le logement de manière à plaquer le corps et l'élément de calage l'un en regard de l'autre, chacun contre la paroi circonférentielle.
- Le corps comporte un élément d'accrochage, destiné à être fixé sur l'embouchure du logement.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'extraction selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un organe d'extraction équipant le dispositif d'extraction de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale du dispositif d'extraction de la figure 1 ;
- la figure 4 est un détail de la figure 3, représentant l'organe d'extraction plus en détail ;
- la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, représentant un organe d'extraction selon une variante de réalisation ;
- la figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif d'extraction selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un organe d'extraction équipant le dispositif d'extraction de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue en perspective d'un organe d'extraction destiné à équiper un dispositif d'extraction selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 9 est une vue partielle en coupe axiale du dispositif d'extraction selon le troisième exemple de mode de réalisation de l'invention, comportant l'organe d'extraction de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue en perspective d'un organe d'extraction selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 1 1 est une vue en perspective éclatée d'une partie de l'organe d'extraction de la figure 10 ;
- la figure 12 est une vue en coupe axiale de la partie d'organe d'extraction de la figure 1 1 .
On a représenté, sur la figure 1 , un dispositif d'extraction 10 selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif d'extraction 10 est destiné à extraire un liquide depuis une substance, par exemple à extraire de l'huile depuis des graines oléagineuses. Le dispositif d'extraction 10 comporte un rotor 12, formant un support pour au moins un organe d'extraction 14, qui va être décrit ultérieurement.
Le rotor 12 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation R, et il est entraîné en rotation par un moteur de type classique (non représenté). Par exemple, le rotor 12 présente une structure similaire à celle d'une centrifugeuse classique. Le rotor 12 est propre à entrer en rotation sous l'effet de son moteur, par exemple jusqu'à une vitesse de 14 000 tours/min.
Le rotor 12 comporte au moins un logement 16 destiné à recevoir l'organe d'extraction 14. Ce logement 16, qui est représenté plus en détail sur la figure 3, présente une forme générale cylindrique s'étendant le long d'un axe longitudinal X. Le logement 16 est délimité par une paroi de fond 18, perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une paroi latérale circonférentielle 20 s'étendant autour de l'axe longitudinal X et parallèlement à celui-ci, et une embouchure 22 agencée en regard de la paroi de fond 18 dans la direction de l'axe longitudinal X.
L'axe longitudinal X est avantageusement incliné par rapport à l'axe de rotation R, par exemple d'un angle de 23°.
Avantageusement, le rotor 12 comporte une pluralité de logements 16 répartis circonférentiellement autour de l'axe de rotation R, chacun destiné à recevoir un organe d'extraction 14 respectif. Ainsi, le dispositif d'extraction 10 selon l'invention permet d'effectuer plusieurs extractions simultanément, lorsque plusieurs organes d'extraction 14 sont agencés dans plusieurs logements 16 respectifs. Conformément à l'exemple décrit, le rotor 12 comporte six logements 16.
Avantageusement, le rotor 12 est muni d'un couvercle 24 (visible sur la figure 3) destiné à recouvrir les logements 16, par-dessus leurs embouchures 22.
De manière optionnelle, le rotor 12 comporte des moyens de contrôle de température (non représentés), permettant de régler la température à une valeur optimale pour favoriser l'extraction de liquide.
L'organe d'extraction 14, destiné à être logé dans le logement 16, va maintenant être décrit en référence aux figures 2 à 5. Dans le cas où le dispositif d'extraction 10 comporte plusieurs organes d'extraction 14, ceux-ci sont généralement similaires, si bien qu'un seul va être décrit en détail ci-dessous.
L'organe d'extraction 14 comporte un corps 26, s'étendant le long d'une direction principale A.
Le corps 26 est destiné à porter un cylindre 30, représenté plus en détail sur la figure 4, s'étendant le long d'une direction de compression C. Un piston de compression 32, mobile dans le cylindre 30 dans la direction de compression C, délimite, avec ce cylindre 30, une chambre 34 de réception de la substance à compresser. Ce piston de compression 32 est avantageusement réalisé en titane, ou en variante en acier. Le matériau dans lequel est réalisé le piston influe sur le facteur de charge, qui est directement proportionnel au volume du piston.
Afin d'éviter des fuites de liquide, et de maintenir l'ensemble en position par frottements lors de manipulations de montage et de démontage, un joint d'étanchéité torique 33 est agencé radialement entre le piston de compression 32 et le cylindre 30.
Avantageusement, le piston 32 présente une longueur modifiable dans la direction de compression C. Ainsi, en faisant varier la longueur du piston 32, on modifie le volume maximal de la chambre 34, et également la charge, donc la pression appliquée sur la substance contenue dans le volume. Par exemple, le piston 32 est formé par deux parties assemblées par vissage, la longueur du piston 32 pouvant être modifiée en vissant/dévissant ces deux parties. En variante, la longueur du piston peut être modifiée par ajout de cales.
En variante, le piston 32 est aisément démontable du cylindre 30, afin de pouvoir être aisément remplacé par un autre piston de longueur différente, en fonction du volume maximal souhaité pour la chambre 34.
Le cylindre 30 est obturé par une coupelle 35, agencée en regard du piston de compression 32 dans la direction de compression C, et refermant la chambre de réception 34. Cette coupelle 35 présente au moins un orifice d'évacuation 36, débouchant dans la chambre 34, pour l'évacuation d'un liquide issu de la compression de la substance.
Avantageusement, un joint d'étanchéité torique 37 est agencé axialement entre la coupelle 35 et un siège ménagé sur le cylindre 30, afin d'éviter toute fuite de liquide, le liquide étant ainsi exclusivement évacué par chaque orifice d'évacuation 36.
Lorsque le cylindre 30 est rapporté sur le corps 26, la coupelle 35 est en contact plan avec une surface complémentaire de ce corps 26. Ce contact plan est réalisé avec une rugosité d'une précision telle que les liquides ou gaz ne peuvent circuler entre cette coupelle 35 et la surface complémentaire. En outre, ce contact est renforcé par force centrifuge, donc proportionnellement au carré de la vitesse de rotation, lorsque le rotor 24 est en rotation. On assure ainsi une bonne étanchéité entre le cylindre 30 et le corps 26, cette étanchéité étant renforcée par la force centrifuge.
Avantageusement, des moyens de filtrage 40 sont agencés entre la chambre 34 et l'orifice d'évacuation 36, et plus particulièrement agencés entre la chambre 34 et la coupelle 35. Dans l'exemple représenté, les moyens de filtrage comportent un disque 42 agencé transversalement avec un jeu dans le cylindre 30, ce jeu étant déterminé pour ne laisser passer que du liquide. En variante, le disque 42 est usiné à sa périphérie pour présenter des encoches de dimensions suffisamment faibles pour n'autoriser que le passage de liquide. Dans tous les cas, un tel disque 42 est avantageux en ce qu'il est particulièrement simple à nettoyer, et qu'il offre une surface de rétention de liquide la plus réduite possible.
Le filtrage est assuré par le calibrage de l'ajustement entre le disque 42 et le cylindre 30, et permet de s'affranchir de dispositif de filtrage annexe tel qu'une crépine ou un tamis, ou tout autre dispositif de filtration par surfaces perforées ou tissus de rétention de particules.
Toutefois, tout autre moyen de filtrage adapté est envisageable en variante.
Il est à noter que le dispositif est dépourvu d'élément moteur d'entraînement du piston de compression 32. En d'autres termes, le piston de compression 32 est à coulissement libre dans le cylindre 30 le long de la direction de coulissement C.
Avantageusement, le dispositif comporte une masse de lestage 31 destinée à coopérer avec le piston 32. Plus particulièrement, dans l'exemple décrit, la masse de lestage 31 est automatiquement en contact avec le piston 32 sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation du rotor.
En variante, la masse de lestage 31 est liée au piston 32 par liaison mécanique statique ou hyperstatique.
Cette masse de lestage 31 présente une forme générale cylindrique creuse, de dimensions transversales, c'est-à-dire de dimensions considérées perpendiculairement à la direction de compression C, supérieures à celle du cylindre 30. Ainsi, cette masse de lestage 31 est agencée au moins partiellement autour du cylindre 30.
En variante, la masse de lestage 31 peut présenter toute forme permettant d'appuyer et d'additionner les effets de sa masse à celle du piston 32 en fonctionnement.
Conformément au mode de réalisation décrit, la masse de lestage 31 comporte des moyens anti-retour 39, assurant le déplacement de cette masse de lestage 31 , donc du piston 32, dans un seul sens. Ces moyens anti-retour 39 sont désactivables manuellement, afin de réinitialiser la position du piston 32, ou de le démonter.
L'étanchéité entre le piston 32 et le cylindre 30 est assurée du fait que les particules liquides, solides ou gazeuses issues de la compression sont soumises à la force centrifuge et donc évacuées vers l'extérieur du rotor 24 en direction de l'orifice d'évacuation 36, donc à l'opposé du piston 32. L'efficacité de cette étanchéité est donc proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du rotor 24. Le cylindre 30 est fixé au corps 26 par des moyens de fixation 38 démontables, par exemple par vissage. Ainsi, le cylindre 30 peut être démonté du corps 26 et remplacé par un autre cylindre, notamment un cylindre dont les dimensions de la chambre 34 sont différentes, tel que le cylindre 30', représenté sur la figure 5.
Cet autre cylindre 30' s'étend dans une direction de compression C. Ce cylindre
30' comporte une cloison extérieure 30A' et une cloison intérieure 30B', s'étendant parallèlement l'une par rapport à l'autre, l'une autour de l'autre, et chacune parallèlement à la direction de compression C. Ces cloisons extérieure 30A' et intérieure 30B' sont reliées entre elles par une partie de liaison 30C.
La cloison extérieure 30A' présente des dimensions transversales et longitudinales similaires à celles du cylindre 30 précédemment décrit en référence à la figure 4.
La cloison intérieure 30B' délimite une chambre de réception 34', dans laquelle est susceptible de se déplacer un piston 32' dont les dimensions transversales correspondent à celles de la cloison intérieure 30B'. Comme précédemment, un joint d'étanchéité torique 33' est agencé radialement entre le piston 32' et la cloison intérieure 30B'.
Du fait des dimensions transversales de la cloison intérieure 30B', inférieures à celles de la cloison extérieure 30A', la chambre de réception 34' présente un volume inférieur à celui de la chambre de réception 34 du cylindre 30 précédemment décrit en référence à la figure 4. Ainsi, cet autre cylindre 30' est par exemple utilisé pour l'extraction de liquide depuis une plus petite quantité de substance.
Plus particulièrement, dans l'exemple de la figure 4, le cylindre 30 présente une chambre de réception 34 de diamètre égal à 20 mm, et dans l'exemple de la figure 5, l'autre cylindre 30' présente une chambre de réception 34' de diamètre égal à 8 mm. Le choix du cylindre 30, 30' dépend de la quantité de substance dont on souhaite extraire du liquide et de la pression maximale de compression souhaitée.
On peut également prévoir d'autres diamètres de chambre de réception, par exemple une chambre de diamètre égal à 12 mm.
Il est à noter que plus le diamètre de la chambre de réception est réduit, plus la pression appliquée à la substance augmente en fonction de la vitesse de rotation du rotor 12. Le diamètre de la chambre de réception est donc choisi en fonction de la pression souhaitée et de la surface de substance à presser. Il est à noter qu'une chambre de diamètre 12mm présente un excellent compromis entre pression et surface de substance.
Le dispositif comporte également une masse de lestage 31 ' destinée à coopérer avec le piston 32'. Plus particulièrement, dans l'exemple décrit, la masse de lestage 31 ' est automatiquement en contact avec le piston 32' sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation du rotor. Par exemple, cette masse de lestage 31 ' est identique à la masse de lestage 31 précédemment décrit en référence à la figure 4.
Avantageusement, la masse de lestage 31 ' comporte un orifice de passage d'air 29', débouchant sur l'intérieur du cylindre 30', et plus particulièrement sur un espace délimité entre les cloisons intérieure 30B' et extérieure 30A'. Cet orifice 29' permet le passage de l'air vers l'extérieur lorsque la masse de lestage 31 ' se déplace le long du cylindre 30', évitant ainsi que de l'air soit comprimé dans ledit espace, ce qui limiterait le déplacement de cette masse de lestage 31 ', donc du piston 32'.
Dans l'exemple représenté, cet orifice 29' se retrouve sur la masse de lestage 31 de la figure 4, puisqu'il s'agit de la même masse de lestage que celle 31 ' de la figure 5.
Comme précédemment, le cylindre 30' est obturé par une coupelle 35', agencée en regard du piston de compression 32' dans la direction de compression C, et refermant la chambre de réception 34'. Cette coupelle 35' présente au moins un orifice d'évacuation 36', débouchant dans la chambre 34', pour l'évacuation d'un liquide issu de la compression de la substance.
Avantageusement, un joint d'étanchéité torique 37' est agencé axialement entre la coupelle 35' et un siège ménagé sur le cylindre 30', afin d'éviter toute fuite de liquide, le liquide étant ainsi exclusivement évacué par chaque orifice d'évacuation 36'.
Avantageusement, des moyens de filtrage 40' sont agencés entre la chambre 34 et l'orifice d'évacuation 36, et plus particulièrement agencés entre la chambre 34 et la coupelle 35. Dans l'exemple représenté, les moyens de filtrage 40' comportent un disque 42' agencé transversalement avec un jeu dans l'espace délimité par la cloison intérieure 30B'. En variante, le disque 42' est usiné à sa périphérie pour présenter des encoches de dimensions suffisamment faibles pour n'autoriser que le passage de liquide. Tout autre moyen de filtrage adapté est envisageable en variante.
Le corps 26, portant le cylindre 30, est destiné à être logé dans l'un des logements 16 du rotor 12. Le corps 26 est conformé pour que sa direction principale A soit alignée avec l'axe longitudinal X lorsqu'il est logé dans le logement 16.
A cet effet, le corps 26 comporte un élément de calage 44, destiné à reposer sur la paroi latérale circonférentielle 20 du logement 16. Conformément à ce premier mode de réalisation, l'élément de calage 44 présente une forme générale au moins semi-circulaire, de dimensions correspondantes à celles de la paroi latérale circonférentielle 20. Ainsi, l'élément de calage 44 repose sur une partie de la circonférence de cette paroi latérale circonférentielle 20, de préférence supérieure à la moitié de cette circonférence, de sorte que cet élément de calage 44 est ainsi immobilisé transversalement. En outre, le corps 26 comporte un pied 46, destiné à reposer sur la paroi de fond 18, ce pied 46 s'étendant parallèlement à la direction principale A. Ainsi, l'élément de calage et le pied 46 forment des moyens de détrompage, imposant le positionnement du corps 26 dans le logement 16.
Ce positionnement est choisi pour que la direction de compression C soit inclinée par rapport à l'axe de rotation R lorsque l'organe d'extraction 14 est logé dans le logement 16. La direction principale A et la direction de compression C forment ainsi ensemble un angle choisi à cet effet.
Avantageusement, la direction de compression C est inclinée à 90° par rapport à l'axe de rotation R. Dans ce cas, dans l'exemple représenté, la direction principale A et la direction de compression C forment ensemble un angle de 67°. En effet, la direction principale A est alignée avec l'axe longitudinal X du logement 16 lorsque l'organe d'extraction 14 est disposé dans ce logement 16, si bien que cet angle entre la direction principale A et la direction de compression C est calculé en fonction de l'angle entre l'axe longitudinal X et l'axe de rotation R, qui est de 23° dans l'exemple décrit.
Le corps 26 assure une reprise des efforts coaxiaux au logement 16, ainsi que le maintien de l'organe d'extraction 14 dans le logement 16 du rotor 24.
Comme cela est notamment représenté sur la figure 4, le corps 26 comporte un circuit d'évacuation 48 communiquant avec l'orifice d'évacuation de liquide 36, 36'. Le circuit d'évacuation 48 comporte une conduite principale 48A, une première conduite d'évacuation 48B, destinée à être disposée en regard de l'orifice d'évacuation 36 de la coupelle 35 de la figure 4 (chambre de 8mm de diamètre), et une seconde conduite d'évacuation 48C, destinée à être disposée en regard de l'orifice d'évacuation 36' de la coupelle 35' de la figure 5 (chambre de 20mm de diamètre). Chacune de ces première 48B et seconde 48C conduites d'évacuation débouche dans la conduite principale 48A.
Il est à noter que, dans le cas d'une chambre de 12mm de diamètre, on prévoit de préférence un aménagement dans la coupelle pour que cette chambre communique avec chacune des première 48B et seconde 48C conduites.
Dans tous les cas, l'orifice d'évacuation de la coupelle est avantageusement ménagé à la périphérie de la chambre.
Avantageusement, chacune de ces première 48B et seconde 48C conduites d'évacuation comporte un joint d'étanchéité, respectivement 49B et 49C, porté à l'embouchure de cette première 48B, respectivement seconde 48C, conduite d'évacuation. Ce joint d'étanchéité 49B, 49C est destiné à coopérer avec la coupelle 35, 35' pour empêcher des fuites de liquide circulant entre l'orifice d'évacuation 36, 36' et la première 48B ou seconde 48C conduite d'évacuation correspondante. Avantageusement, des moyens anti-retours 57, comportant par exemple un clapet anti-retour, sont agencés dans le circuit d'évacuation 48, afin d'empêcher un retour de liquide depuis ce circuit vers la chambre 34. Par exemple, un clapet anti-retour est agencé dans chacune des première 48B et seconde 48C conduites d'évacuation.
La conduite principale 48A s'étendant jusqu'à un emplacement 50 de réception d'une cartouche 52 de récupération de liquide. A cet effet, comme cela est notamment représenté sur la figure 4, l'emplacement 50 comporte des moyens de maintien 54, comprenant notamment un écrou de maintien 55, destinés à coopérer avec une collerette 56 portée par la cartouche de récupération 52, formant ainsi une fixation démontable de la cartouche de récupération 52 dans l'emplacement 50.
La cartouche de récupération 52 peut ainsi être facilement démontée et/ou remplacée, notamment lorsqu'elle est remplie de liquide provenant de l'extraction.
Cette cartouche de récupération 52 permet d'éviter aux particules d'y être transvasées, notamment en vue d'un conditionnement ou en vue de mesures. En particulier, pour le conditionnement, la cartouche de récupération 52 peut, après avoir été démontée du corps 26, être rendue étanche par des moyens d'obturation, par exemple un couvercle vissé ou serti. Par ailleurs, la cartouche de récupération permet une mesure directe en termes de masses par un appareil de mesure dont la précision permet de peser un ensemble complet (contenant et contenu) de quelques grammes.
Afin d'assurer la stabilité du dispositif d'extraction 10 lorsque le rotor 12 est en rotation, le corps 26 porte de manière optionnelle une cartouche d'équilibrage 58, disposée transversalement en regard de la cartouche de récupération 52. Cette cartouche d'équilibrage 58 peut recevoir tout type de matière pour équilibrer les masses globales des différents organes d'extraction 14 entre eux.
Cette cartouche d'équilibrage 58 est par exemple portée par un bras de support
59, s'étendant transversalement, avantageusement de manière à prendre appui sur la paroi circonférentielle 20 du logement 16. Ainsi, ce bras de support 59 contribue à la reprise d'efforts et au positionnement de l'organe de récupération 14.
Le montage et le fonctionnement du dispositif d'extraction 10 vont maintenant être décrits.
Dans un premier temps, l'organe d'extraction 14 est posé sur une surface de travail (paillasse), notamment en reposant sur son pied 46, 64.
On dispose d'une substance dont l'on souhaite extraire du liquide, notamment formée par un ensemble de graines oléagineuses.
Le cylindre 30, 30' est ensuite préparé, en choisissant notamment le volume de la chambre de réception 34, 34' en fonction de la quantité de substance à traiter. Comme indiqué précédemment, le volume de la chambre de réception 34, 34' dépend d'une part du cylindre 30 ou 30' choisi, et de la longueur du piston 32, 32' choisi.
Une fois le cylindre 30, 30' et le piston 32, 32' (équipé de sa masse de lestage 31 , 31 ') assemblés, la substance est introduite dans la chambre 34, 34'. Les moyens de filtrage 40, 40' sont ensuite disposés dans le cylindre 30, 30', puis la chambre 34, 34' est refermée en assemblant le cylindre 30, 30' avec la coupelle 35, 35' correspondante.
Le cylindre 30, 30' est ensuite assemblé avec le corps 26, au moyen des moyens de fixation 38.
Parallèlement, une cartouche de récupération 52 vide est assemblée dans l'emplacement de réception 50.
L'organe d'extraction 14 est ensuite inséré dans l'un des logements 16 du rotor 12. Du fait de la forme et de l'orientation du pied 46 et de l'élément de calage 44, cet organe d'extraction 14 est agencé de sorte que sa direction principale A est alignée avec l'axe longitudinal X du logement 16, et la direction de compression C dans laquelle s'étend le cylindre 30, 30' est inclinée, de préférence à 90°, par rapport à l'axe de rotation R. En outre, le piston 32, 32' fait face à cet axe de rotation R, et l'orifice d'évacuation 36, 36' est à l'opposé de ce piston 32, 32' dans la direction de compression C, et orienté du centre du rotor vers l'extérieur de ce rotor.
Le rotor 12 est ensuite entraîné en rotation. Lorsque ce rotor 12 est en rotation, le piston 32, 32', qui est lesté par la masse de lestage 31 , 31 ' et qui est libre de coulisser dans le cylindre 30, est entraîné par la force centrifuge vers l'extérieur, donc en direction de l'orifice d'évacuation 36, 36'.
La substance présente dans la chambre 34, 34' est alors compressée entre le piston 32, 32' et la coupelle 35, 35', sous l'effet de cette force centrifuge appliquée au piston 32, 32'.
Il est à noter que l'intensité de cette force de compression dépend de la masse du piston 32, 32' et de sa masse de lestage 31 , 31 ' ainsi que de la vitesse de rotation.
Par exemple, dans le cas de la chambre 34 de diamètre égal à 20 mm, une pression de 314 bars est obtenue à partir de 10 500 tours/min, et une pression de 509 bars est obtenue à partir d'une vitesse 14 000 tours/min.
Dans le cas de la chambre de réception 34' de diamètre 8 mm, une pression de 314 bars est obtenue pour une vitesse supérieure à 4 500 tours/min, et une pression de 509 bars est obtenue pour une vitesse supérieure à 6 500 tours/min.
Il est à noter que, sous l'effet de la force centrifuge, le liquide extrait de la substance est également séparé de cette substance et entraîné vers l'extérieur, c'est-à- dire tout d'abord vers l'orifice d'extraction 36, 36', puis vers la conduite principale 48A, ce qui favorise l'évacuation de ce liquide.
Le liquide est ainsi entraîné dans le circuit d'évacuation 48 jusqu'à la cartouche de récupération 52. Il est à noter que cette cartouche d'évacuation 52 s'étend dans la direction principale A, et elle est donc inclinée par rapport à l'axe de rotation R, ce qui favorise l'écoulement du liquide vers le fond de cette cartouche 52.
Une fois la substance compressée, la rotation du rotor 12 est stoppée, et l'organe d'extraction 14 est retiré du logement 16 pour la récupération de la cartouche 52, en vue de l'analyse du liquide extrait.
On a représenté, sur les figures 6 et 7, un dispositif d'extraction 10 selon un second exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce second mode de réalisation, l'organe d'extraction 14 diffère de celui du premier mode de réalisation en ce qu'il comporte un élément d'accrochage 60, en remplacement de l'élément de calage 44. Cet élément d'accrochage 60 est destiné à être fixé sur l'embouchure 22 du logement 16, comme cela est représenté sur la figure 6.
L'élément d'accrochage 60 permet un bon maintien de l'organe d'extraction 14 en position, en assurant notamment une bonne reprise des efforts axiaux subis par l'organe d'extraction 14 dans la direction de l'axe longitudinal X.
Dans ce cas, il est à noter que le pied 46 est optionnel, et n'est alors généralement utilisé que pour poser l'organe d'extraction 14 sur un plan de travail en dehors du logement 16. Ainsi, conformément à ce second mode de réalisation, le pied 46 est démontable, afin de pouvoir être démonté avant insertion dans le logement 16, en vue de diminuer la masse embarquée dans le rotor 12.
On a représenté, sur les figures 8 et 9, un dispositif d'extraction 10 selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce troisième exemple de mode de réalisation, l'élément de calage 44 est porté par un bras télescopique 62 s'étendant depuis le corps 26 dans une direction perpendiculaire à la direction principale A.
Ainsi, ce bras télescopique 62 est destiné à s'étendre transversalement dans le logement 16, comme cela est représenté sur la figure 9, de manière à plaquer le corps 26 et l'élément de calage 44 l'un en regard de l'autre, chacun contre la paroi circonférentielle
20. Par ailleurs, conformément à ce troisième exemple de mode de réalisation, le corps 26 comporte un pied 64 creux, dans lequel l'emplacement de réception 50 est ménagé. Ce pied creux 64 s'étend dans la direction principale A.
On a représenté, sur la figure 10, un organe d'extraction 14 selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des modes de réalisation précédents sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce quatrième exemple de mode de réalisation, l'organe d'extraction est relié au rotor 12 par des moyens de liaison 66.
Les moyens de liaison 66 comportent une couronne 68 solidarisée au rotor 12, coaxialement à l'axe de rotation R, la couronne 68 comprenant une pluralité de pions 70, au moins un pion 70, de préférence deux pions 70, étant agencés en regard de chaque logement 16.
Les moyens de liaison 66 comportent par ailleurs un bras de liaison 72 comportant une première extrémité 72A fixée au corps 26, et une seconde extrémité 72B comportant un orifice 74 d'accueil pour chaque pion 70 en regard du logement 16 dans lequel est logé l'organe d'extraction 14. Ainsi, lorsque l'organe d'extraction 14 est logé dans le logement 16, la seconde extrémité 72B repose sur la couronne 68, les pions 70 correspondants passant au travers des orifices d'accueil 74 respectifs.
De tels moyens de liaison 66 sont suffisants pour maintenir de manière satisfaisante l'organe d'extraction 14 dans le logement 16, et permettent un assemblage très simple de l'organe d'extraction 14 dans le logement, ne nécessitant pas d'outil, par simple pose de la seconde extrémité 72B sur la couronne 68 en insérant les pions 70 dans les orifices d'accueil 74.
On notera que ces moyens de liaison 66 pourraient être adaptés sur un organe d'extraction 14 selon n'importe quel autre mode de réalisation de l'invention.
L'organe d'extraction 14 selon le quatrième mode de réalisation comporte par ailleurs, indépendamment des moyens de liaison 66, des moyens 76 de fixation du cylindre 30 sur le corps 26. Ces moyens de fixation 76 sont représentés plus en détail sur les figures 1 1 et 12.
Les moyens de fixation 76 comportent une cage de fixation 78, solidarisée au corps 26, par exemple par vissage. La cage de fixation 78 comporte une ouverture centrale 80 de réception de la coupelle 35 et du cylindre 30.
Les moyens de fixation 76 comportent également une bague de serrage 82, destinée à reposer contre une collerette 84 du cylindre 30 pour maintenir le cylindre 30 dans la cage de fixation 78. A cet effet, l'ouverture centrale 80 et la bague de serrage 82 présentent des formes complémentaires permettant le serrage de la bague de serrage 82 dans l'ouverture centrale 80. Par exemple, la bague de serrage 82 est munie d'un filetage extérieur, et l'ouverture centrale 80 est munie d'un taraudage intérieur complémentaire, de sorte que la bague de serrage 82 est serrée contre la collerette 84 par vissage.
Afin de permettre aisément ce vissage, la bague de serrage 82 présente des formes 86, notamment des encoches, d'engagement pour des formes complémentaires 88, notamment des pions, d'un outil 90 prévu à cet effet.
Ces moyens de fixation 76 permettent une fixation manuelle simple et rapide du cylindre 30 contre le corps 26.
Il est à noter que, conformément à ce quatrième mode de réalisation, et indépendamment des moyens de fixation 76 et des moyens de liaison 66, la masse de lestage 31 comporte une partie sensiblement tronconique 31 A entourant le cylindre 30, prolongée par une partie sensiblement cylindrique 31 B. Cette masse de lestage 31 est particulièrement stable et résistante.
Avantageusement, dans ce quatrième mode de réalisation, et de manière compatible avec les autres modes de réalisation, le disque 42 présente un chanfrein périphérique 84, délimitant avec la coupelle 35 une rigole périphérique, notamment afin de faciliter l'évacuation du liquide.
Il apparaît que le dispositif d'extraction 10 selon l'invention est particulièrement efficace, puisqu'il présente un rendement de pressage (c'est-à-dire le rapport de la masse d'huile obtenue sur la masse de graines compressées) pouvant atteindre 35%, ce qui est proche du rendement théorique maximal pour une graine oléagineuse à froid.
Par ailleurs, le dispositif d'extraction 10 selon l'invention est peu encombrant. Il peut ainsi aisément être transporté, notamment pour des analyses in situ.
On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, et pourrait présenter diverses variantes.
En particulier, le pied creux 64 de l'organe d'extraction 14 selon le troisième exemple de mode de réalisation pourrait remplacer le pied 46 des organes d'extraction 14 des premier et second exemples de mode de réalisation.
Différentes applications du dispositif d'extraction 10 vont maintenant être décrites. Le dispositif d'extraction 10 selon l'invention peut être utilisé pour extraire un liquide depuis une large gamme de tissus, vivants ou non, à des fins d'analyse ou de quantification.
En particulier, outre l'extraction d'huile depuis des graines, le dispositif d'extraction 10 peut être utilisé pour extraire de l'huile de microorganisme de type levure. Par exemple, de l'huile est extraite d'un culot de levure lyophilisé par rotation à 8 000 tours/min pendant 30 min à température ambiante dans la chambre 34 de diamètre 8mm. Le dispositif d'extraction 10 peut également être utilisé pour l'extraction d'huile depuis des culots de micro algues lyophilisées à contenu en huile élevé.
Le dispositif d'extraction 10 est prévu pour récupérer une phase (liquide ou gazeuse) d'un solide mais reste une presse de toute petite taille à gamme de pression élevée, permettant de nombreuses applications de pressage à de petites échelles, notamment pour une utilisation sur des matériaux coûteux et/ou rares.
Le dispositif d'extraction 10 peut recevoir dans sa chambre de compression 34 tout type de matière suivant tous les états connus gazeux, liquides, solides, ou plasmatiques, ainsi qu'en différents types d'origines et de quantités, tant en terme de volume que de masses.
La chambre de compression 34 et/ou son contenu peut recevoir, ou être soumis, à tout type de sollicitations extérieures de type radiations (apport ou soustraction de calories, soumission à une excitation électrique ou électronique directe ou par des champs magnétiques) autres que celles générées par la force centrifuge et les variations de pressions décrites précédemment.
En ce sens le dispositif d'extraction 10 ainsi soumis à toute ou partie de ces actions extérieures permet de faire varier l'état du contenu de la chambre de compression 34 composé de matière, tant au niveau de la composition, du nombre de composés et ou de la répartition des composés au sein du contenu initialement introduit dans la chambre de compression 34.
Par exemple, la chambre de compression 34 pourra être remplie initialement de plusieurs composés solides de même matière ou de matières différentes et sous des états différents, de différents liquides ou gaz ou un mixte des trois, être soumis à la compression et aux sollicitations extérieures et, à la fin du cycle de transformation, formés en un échantillon solide d'un seul tenant ou un liquide ou un gaz aux propriétés différentes de l'état du contenu avant transformation.
Quelques exemples d'applications possibles vont maintenant être décrits.
Conformément à un premier exemple, le matériau est obtenu par frittage de poudres avec des caractéristiques électroniques permettant le transport de courant en offrant de très faibles résistances à des températures différentes.
Conformément à un second exemple, le matériau présente des caractéristiques mécaniques très élevées en surface ou à cœur de la matière de type métallique, céramique, polymère, etc.
Conformément à un troisième exemple, le matériau présente des propriétés différentes avant et après transformation pouvant avoir des propriétés et des comportements à l'échelle atomique telles que les périodes de radioactivités s'en trouvent modifiées.
Le dispositif d'extraction 10 est conçu de telle sorte que les différentes transformations physiques de l'état de la matière ainsi que les nouvelles propriétés physiques, chimiques, électrique, électroniques, olfactives, alimentaires et radio actives et les propriétés de variations de l'état du ou des composants obtenus puissent être mesurées par récupération de l'ensemble des composés mais aussi par mesure des différents éléments du dispositif ayant participé à la transformation incluant tous les composants du dispositif.
Le dispositif d'extraction 10 peut, par ajustements des dimensions de la chambre de compression 34, permettre d'atteindre des pressions de plusieurs milliers à dizaines de milliers de bars (sans limites théoriques) sous atmosphère contrôlée et sous l'effet de la centrifugation permettre l'agencement de la matière dans le sens de la centrifugation et contrôler les gaz et liquides émis ou reçus durant la transformation.
Le dispositif d'extraction 10 peut, par suppression des canaux de récupération
48A, 48B, 48C comporter une chambre étanche dont les composés ne peuvent s'échapper mais subir ou non des transformations pendant la phase de compression.
La chambre pourra être réalisée de telle sorte que des orifices radiaux puissent permettre la communication avec des chambres extérieures connexes de sorte à pouvoir introduire ou évacuer des composés durant la phase de compression.
Ces orifices peuvent eux-mêmes recevoir des dispositifs de calibrage et d'une manière générale de contrôle et d'obturation de la chambre durant le déplacement du piston 32.
Le dispositif d'extraction 10 peut également être utilisé pour une récupération de gaz.
Dans ce cas, le rotor 24 présente, dans chaque logement 16, un orifice ménagé sur la paroi de fond 18, et orienté de sorte à être au point le plus excentré du logement 16 par rapport à l'axe de rotation R du rotor 24.
De par la vitesse de rotation, l'ensemble des particules, et d'une manière générale tous les corps de quelque nature que ce soit, sont soumis à une force centrifuge les entraînant dans une direction et un sens allant de l'intérieur vers l'extérieur du rotor 16 dans un plan normal à l'axe de rotation R du rotor 24.
Il en résulte que les molécules d'air ou de gaz, quels qu'en soient les composés ou l'agencement moléculaire, ainsi soumises à cette force centrifuge, s'échappent du rotor 24, créant ainsi une dépression pouvant atteindre un niveau assimilable à un vide atmosphérique dont le niveau est conditionné par la vitesse de rotation du rotor 24. L'orifice, évoqué précédemment, entre le logement 16 et l'extérieur du rotor 24, peut recevoir tout dispositif permettant de contrôler le passage du flux d'air ou de gaz généré par la rotation du rotor 24, et ainsi réguler, obturer ou laisser libre le flux et contrôler le niveau de pression des gaz dans le rotor 24.
Chaque logement 16 peut être isolé des autres au sein d'un même rotor 24 en créant une paroi étanche en partie supérieure du logement ou par la création d'une enceinte cloisonnée étanche démontable en plusieurs parties pouvant recevoir des orifices de communication permettant la circulation et le contrôle du passage des gaz.
Le dispositif d'extraction 10 est ainsi équipé de manière à comporter un circuit clos permettant de mettre la chambre de compression 34 et l'extérieur du rotor en relation et ainsi soumettre la chambre de compression 34 à une dépression. Le circuit est ainsi fait que les particules gazeuses sont séparées des particules liquides et aspirées dans une direction différente permettant la récupération des particules suivant leur état dans des réceptacles différents.
Les réceptacles et conduits dirigeants ces flux de matières peuvent recevoir tout dispositif de filtration propre afin de récupérer tout ou partie des flux de matière en mouvement.
Le dispositif d'extraction 10 peut également être utilisé en restant confiné dans l'enceinte étanche, pendant toute la phase de compression, de sorte que l'ensemble des transformations gazeuses ayant eu lieu pendant la phase de compression puisse être récupéré par l'ouverture de l'enceinte ou par accès au contenu de l'enceinte via un orifice prévu à cet effet.
Quelques exemples d'applications possibles sont décrits ci-dessous.
Conformément à un quatrième exemple, la chambre 34 loge un liquide aux propriétés différentes avant et après transformation, pouvant avoir des propriétés et des comportements à l'échelle atomique propres à pouvoir se recombiner ou à participer à des réactions par fission, fusion, ou recombinaison naturelle ou sous contraintes d'actions extérieures.
Conformément à un cinquième exemple, la chambre 34 loge un liquide ou gaz aux propriétés différentes avant et après transformation pouvant avoir des pouvoirs calorifiques inférieur et supérieur différents de l'état initial.
Conformément à un sixième exemple, la chambre 34 loge un liquide ou gaz aux propriétés différentes avant et après transformation pouvant avoir des propriétés de conduction électrique, électronique ou calorifique différentes. Conformément à un septième exemple, la chambre 34 loge un matériau, liquide, ou gaz aux propriétés différentes avant et après transformation pouvant être confiné au sein d'une enveloppe (exemple vitrification).
Conformément à un huitième exemple, la chambre 34 loge un matériau ayant des caractéristiques différentes (métallurgiques, comportement électrique ou électronique ou optique) au sein même du contenu final par répartition différentielle de la matière due à la centrifugation avec différents états de pureté de cette matière (pour exemple, les caractéristiques optiques de la matière sont différentes entre les deux faces du même matériau final obtenu).
Conformément à un neuvième exemple, la chambre 34 loge un composé organique dont les propriétés avant et après transformation permettent d'interagir avec des organismes vivants que ce soit à des fins médicales ou alimentaires (médicaments).
Comme indiqué précédemment, le dispositif d'extraction 10 selon l'invention peut être utilisé pour extraire un liquide de toute substance compressible. Il est à noter que cette extraction est réalisée sans l'utilisation d'un solvant.
Par exemple, le dispositif d'extraction 10 a été testé pour extraire de l'huile depuis des épices, telles que des clous de girofle ou des baies roses, avec un rendement d'environ 15%. Plus particulièrement, une masse d'huile de 19,2 mg a été extraite depuis une masse de graines de 144,6 mg de clous de girofle, et une masse d'huile de 19,1 mg a été extraite depuis une masse de graines de 168,8 mg de baies roses.
Par ailleurs, à titre d'exemple, on reportera dans le tableau ci-dessous, pour des graines données, le rendement d'huile théoriquement contenu dans ces graines, et le rendement d'huile extraite au moyen du dispositif d'extraction selon l'invention.
Il apparaît ainsi clairement que les résultats obtenus par le dispositif d'extraction 10 selon l'invention sont particulièrement satisfaisants.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Organe (14) d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis au moins une graine, comprenant un cylindre (30, 30') et un piston de compression (32, 32') mobile dans le cylindre (30, 30'), le cylindre (30, 30') et le piston (32, 32') délimitant ensemble une chambre (34, 34') de réception de la substance, et le cylindre (30, 30') comprenant au moins un orifice (36, 36') d'évacuation de liquide débouchant dans ladite chambre de réception (34, 34'), caractérisé en ce que le cylindre (30, 30') s'étend le long d'une direction de compression (C), et le piston de compression (32, 32') est agencé en coulissement libre le long de cette direction de compression (C) dans le cylindre (30, 30').
2. Organe d'extraction (14) selon la revendication 1 , comportant une masse de lestage (31 , 31 '), destinée à coopérer avec le piston (32, 32'), notamment sous l'effet d'une force centrifuge.
3. Organe d'extraction (14) selon la revendication 2, dans lequel la masse de lestage (31 , 31 ') présente une forme générale cylindrique creuse, de dimensions transversales supérieures à celles du cylindre (30, 30'), la masse de lestage (31 , 31 ') étant agencée au moins partiellement autour du cylindre (30, 30').
4. Organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un corps (26) s'étendant dans une direction principale (A), le cylindre (30, 30') étant porté par ce corps (26), et ledit corps (26) étant destiné à être solidarisé à un rotor (12).
5. Organe d'extraction (14) selon la revendication 4, dans lequel le corps (26) comporte un circuit d'évacuation (48), communiquant avec l'orifice d'évacuation (36, 36'), et s'étendant jusqu'à un emplacement (50) de réception d'une cartouche (52) de récupération de liquide.
6. Organe d'extraction (14) selon la revendication 5, comportant des moyens antiretour (57) agencés dans le circuit d'évacuation (48), destinés à empêcher un retour de liquide depuis le circuit d'évacuation (48) vers la chambre (34, 34').
7. Organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, comportant une cartouche d'équilibrage (58), portée par le corps (26) transversalement en regard de la cartouche de récupération (52).
8. Organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le corps comporte un pied (46, 64), s'étendant dans la direction principale (A), propre à reposer sur une paroi de support.
9. Organe d'extraction (14) selon les revendications 5 et 8 prises en combinaison, dans lequel l'emplacement (50) de réception est ménagé dans le pied (64) du corps (26).
10. Organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel le cylindre (30, 30') est fixé au corps (26) par des moyens de fixation (38) démontables.
1 1 . Organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de filtrage (40, 40'), agencés entre la chambre (34, 34') et l'orifice d'évacuation (36, 36'), comprenant un disque (42, 42') agencé dans le cylindre (30, 30'), usiné pour autoriser le passage de liquide à sa périphérie.
12. Dispositif (10) d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis au moins une graine oléagineuse, caractérisé en ce qu'il comporte :
- au moins un organe d'extraction (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- un rotor (12) formant un support pour chaque organe d'extraction (14), ledit rotor
(12) étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation (R),
et dans lequel le cylindre (30, 30') est solidarisé au rotor (12), la direction de compression (C) étant inclinée par rapport à l'axe de rotation (R).
13. Dispositif d'extraction (10) selon la revendication 12, dans lequel le rotor (12) comporte au moins un logement (16) logeant l'organe d'extraction (14), le logement (16) présentant une forme générale cylindrique s'étendant le long d'un axe longitudinal (X), et comprenant une paroi de fond (18), une paroi latérale circonférentielle (20), et une embouchure (22) agencée en regard de la paroi de fond (18) dans la direction de l'axe longitudinal (X).
14. Dispositif d'extraction (10) selon la revendication 13, dans lequel le corps (26) de l'organe d'extraction (14) porte un élément de calage (44) destiné à coopérer avec la paroi latérale circonférentielle (20) pour maintenir l'organe d'extraction (14) en position dans le logement (16).
15. Dispositif d'extraction (10) selon la revendication 14, dans lequel l'élément de calage (44) est porté par un bras télescopique (62) s'étendant depuis le corps (26), destiné à s'étendre transversalement dans le logement (16) de manière à plaquer le corps (26) et l'élément de calage (44) l'un en regard de l'autre, chacun contre la paroi circonférentielle (20).
16. Dispositif d'extraction (10) selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel le corps comporte un élément d'accrochage (60), destiné à être fixé sur l'embouchure (22) du logement (16).
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