FR2889031A1 - Installation et procede de fabrication d'un produit expanse a base de matiere(s) particulaire(s) avec recyclage de dechets pateux non expanses et dilues - Google Patents

Abstract

L'installation permet la fabrication d'un produit expansé, notamment d'un produit destiné à l'alimentation humaine ou animale, à base de matière(s) particulaire(s), et par exemple de farines. Elle comporte : - des moyens de conditionnement (2,3) comprenant des moyens de malaxage et des moyens de chauffage,- des moyens d'alimentation (1 ; 22 ; 23) permettant d'alimenter les moyens de conditionnement en matière(s) particulaire(s), en eau et le cas échéant en autre(s) liquide(s),- une extrudeuse (5) dont l'entrée est raccordée à la sortie des moyens de conditionnement (2,3),- des moyens de recyclage (10) qui comportent des moyens (106) de récupération des déchets pâteux non expansés et éventuels effluents liquides qui sont issus des moyens de conditionnement (2,3) et/ou de l'extrudeuse (5) ,- des moyens (109) permettant le cas échéant d'ajouter de l'eau dans les moyens de récupération (106), et - des moyens (110) permettant de réincorporer à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) les déchets pâteux dilués contenus dans les moyens de récupération (106).

Description

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INSTALLATION ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN PRODUIT EXPANSE A BASE DE MATIERE(S) PARTICULAIRE(S) AVEC RECYCLAGE DE DECHETS PÂTEUX NON EXPANSES ET DILUES.

Domaine technique La présente invention concerne la fabrication d'un produit expansé obtenu par malaxage et pré-cuisson de matière(s) particulaire(s) et de liquide(s) dans un préconditionneur et extrusion du mélange précuit dans une extrudeuse. Elle trouve principalement son application dans le domaine agroalimentaire pour la fabrication de produits nutritionnels expansés notamment à base de farines ou semoules de céréales (soja, blé, maïs, riz,...). Il peut s'agir de produits expansés pour l'alimentation humaine (par exemple biscuits, chips, barres de céréales) ou pour l'alimentation animale, notamment aliments pour animaux de compagnies (chiens, chats,...), produits alimentaires aquacoles, aliments pour le bétail (notamment bovins, ovidés, porcins, équidés).

Art antérieur Pour fabriquer des produits expansés à base de matière(s) particulaire(s), et notamment des produits agroalimentaires pour l'alimentation humaine ou animale, à base de farines ou semoules issues du broyage de céréales ou d'animaux (par exemple farine de poissons, de crevettes,...), il est connu à ce jour d'utiliser une installation, telle que celle décrite par exemple dans la demande de brevet internationale WO 01/72150, et comportant en série un préconditionneur et une extrudeuse et de préférence une vis de gavage interposée entre le préconditionneur et l'extrudeuse.

La matière particulaire sèche (par exemple farine issue du broyage de céréales ou d'animaux) ou un mélange à sec de matières particulaires (par exemple mélange d'une ou plusieurs farines et d'additif(s) sous forme particulaire, par exemple de vitamines, compléments minéraux vitaminés) est introduite dans le préconditionneur. Le cas échéant on introduit 2889031 2 également dans le préconditionneur un ou plusieurs produits liquides ou semi liquides (par exemple complément nutritionnel liquide, matière grasse, huile, colorant, matières d'origine végétale ou animale). On introduit également dans le conditionneur de l'eau et le cas échéant de la vapeur d'eau.

Le mélange dans le préconditionneur est malaxé de manière intense et est partiellement cuit. En sortie du conditionneur on obtient un mélange homogène qui est ensuite introduit dans l'extrudeuse soit directement, soit au moyen d'un dispositif de gavage. De préférence, mais non nécessairement, on met en oeuvre une extrudeuse bi-vis comportant deux vis rotatives parallèles et imbriquées.

Sous l'action de la chaleur, de la pression et du cisaillement, la matière, au fur et à mesure de sa progression dans l'extrudeuse, s'expanse et termine sa cuisson. Lorsque le fonctionnement de l'extrudeuse est stabilisé (après la phase initiale de démarrage), on obtient en sortie de l'extrudeuse un produit final expansé sous la forme d'un boudin continu et mis en forme dont la section transversale est donnée par la section de la filière de sortie de l'extrudeuse. Ce boudin expansé est ensuite découpé en produits de longueur prédéfinie par tout moyen de découpe en ligne approprié.

Les installations précitées (préconditionneur/ extrudeuse) de l'art antérieur présentent plusieurs inconvénients.

Phase de démarrage Pour la fabrication d'un lot donné de produit expansé, au démarrage de l'installation, il faut attendre un certains laps de temps avant que le fonctionnement des différents éléments de l'installation (notamment préconditionneur et extrudeuse) soit stabilisé, et que l'on obtienne un produit final expansé convenable. Pendant toute cette phase de démarrage de l'installation, on récupère en sortie de l'extrudeuse des déchets pâteux non expansés et une quantité plus ou moins importante d'effluents liquides.

En pratique, les effluents liquides issus de la phase de démarrage 2889031 3 doivent être éliminés, ce qui pose des problèmes de pollution.

Les déchets pâteux non expansés issus de la phase de démarrage sont éliminés ou peuvent éventuellement être réutilisés dans la fabrication d'autres lots de produits. Dans les deux cas, on perd de la matière pour la fabrication du lot concerné par la phase de démarrage.

L'élimination des déchets pâteux non expansés pose des problèmes de pollution et/ou de coût de transport et de traitement.

La réutilisation des déchets pâteux non expansés pour fabriquer d'autres lots de produit expansé (opération couramment désignée ré-10 engrainement ) présente au moins deux inconvénients.

Un premier inconvénient est lié à traçabilité des matières utilisées dans la fabrication d'un lot donné de produit expansé. Le recyclage des déchets d'un lot pour la fabrication postérieure d'un autre lot rend plus difficile cette traçabilité, et en particulier pose le problème du risque de contamination d'un lot de produit avec des produits recyclés provenant d'autre(s) lot(s).

Un deuxième inconvénient du ré-engrainement est lié à la nécessité de sécher les déchets pâteux non expansés, ce qui est coûteux, notamment en termes d'énergie utilisée pour ce séchage.

2 0 Incident de fonctionnement Il peut arriver en cours de fabrication qu'un dysfonctionnement de l'installation se produise. Un dysfonctionnement peut se traduire par exemple par l'obtention en sortie d'extrudeuse d'un produit pâteux de mauvaise qualité non correctement expansé ; dans ce cas, le produit en sortie d'extrudeuse forme des déchets pâteux non correctement expansés qu'il convient de retirer du lot de fabriqué. Un dysfonctionnement peut également se traduire par une surintensité sur le moteur de l'extrudeuse; dans ce cas, l'extrudeuse doit être arrêtée temporairement, et des déchets pâteux non expansés doivent être retirés en amont de l'extrudeuse. Dans, ce cas on se retrouve en présence de déchets pâteux non expansés qu'il convient de traiter, ce qui pose les mêmes inconvénients que ceux précédemment décrits pour les déchets pâteux non expansés produits lors de la phase de démarrage.

Objectifs de l'invention La présente invention a pour objectif de proposer une nouvelle 5 solution technique permettant de pallier les inconvénients précités. Résumé de l'invention La solution de l'invention repose sur une récupération des déchets pâteux non expansés, en particulier au moins lors de la phase de démarrage du cycle de production d'un lot, et sur la réincorporation, après dilution, de ces déchets pâteux dilués, dans l'étape de conditionnement (malaxage et précuisson) avant extrusion, cette réincorporation progressive étant réalisée au cours de la phase de fabrication stabilisée du cycle de fabrication de ce même lot, et de préférence en remplaçant en tout ou partie l'eau injectée dans l'étape de conditionnement avant extrusion.

L'invention a ainsi pour premier objet une installation pour la fabrication d'un produit expansé à base de matière(s) particulaire(s), ladite installation comportant de manière connue: - des moyens de conditionnement comprenant des moyens de malaxage et des moyens de chauffage, - des moyens d'alimentation permettant d'alimenter les moyens de conditionnement en matière(s) particulaire(s), en eau et le cas échéant en autre(s) liquide(s), et - une extrudeuse dont l'entrée est raccordée à la sortie des moyens de conditionnement.

De manière caractéristique selon l'invention, l'installation comporte des moyens de recyclage qui comportent des moyens de récupération des déchets pâteux non expansés et des éventuels effluents liquides qui sont issus des moyens de conditionnement et/ou de l'extrudeuse, des moyens permettant le cas échéant d'ajouter de l'eau dans les moyens de récupération, et des moyens permettant de réincorporer à l'entrée des moyens de conditionnement les déchets pâteux dilués contenus dans les 2889031 5 moyens de récupération.

Plus particulièrement, l'installation de l'invention comporte les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou le cas échéant en combinaison: - elle comporte des moyens permettant de mélanger dans les moyens de récupération lesdits déchets pâteux non expansés dans lesdits effluents liquides et le cas échéant dans de l'eau ajoutée; - elle comporte un dispositif de gavage, qui est interposé entre la sortie des moyens de conditionnement et l'entrée de l'extrudeuse, et qui comporte au moins une trappe de débourrage permettant lorsqu'elle est ouverte d'évacuer des déchets pâteux non expansés dans les moyens de récupération; - elle comporte en aval de l'extrudeuse des moyens de transport des produits fabriqués, et des moyens de reprise des effluents liquides passant à travers lesdits moyens de transport, lesdits moyens de reprise étant raccordés aux moyens de récupération; - elle comporte en sortie des moyens de conditionnement un by-pass qui permet de diriger la matière en sortie des moyens de conditionnement soit vers l'extrudeuse, soit vers les moyens de récupération.

- elle comporte en sortie de l'extrudeuse, un by-pass qui permet de diriger la matière en sortie de l'extrudeuse, soit vers des moyens de transport, soit vers les moyens de récupération; - elle comporte un automatisme de commande qui est conçu de telle sorte qu'au moins pendant la phase de démarrage d'un cycle de fabrication, le by-pass en sortie des moyens de conditionnement et le cas échéant le by-pass en sortie d'extrudeuse, sont basculés vers les moyens de récupération, et les moyens de réincorporation sont arrêtés; - elle comporte un automatisme de commande qui commande les moyens de réincorporation de telle sorte que lesdits moyens de 2889031 6 réincorporation sont arrêtés tant que les moyens de récupération sont alimentés avec des déchets, et lesdits moyens de réincorporation peuvent être mis en marche pendant la phase de fabrication stabilisée d'un cycle de fabrication; - elle comporte un automatisme de commande qui est conçu pour réguler le débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement en fonction d'une première consigne de fonctionnement prédéfinie, et pour réguler le débit d'eau à l'entrée des moyens de conditionnement en fonction d'une deuxième consigne de fonctionnement qui dépend de la première consigne de fonctionnement; plus particulièrement, l'automatisme de commande est conçu pour réguler le débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement et pour réguler le débit d'eau à l'entrée des moyens de conditionnement de telle sorte que la somme du débit d'eau et du débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement est sensiblement égale à une consigne prédéfinie.

L'invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'un lot de produit expansé au cours duquel on réalise une étape préalable de malaxage et de précuisson d'une pâte à base de matière(s) particulaires et de liquide(s), et ensuite on extrude ladite pâte précuite en sorte d'obtenir un produit final expansé.

De manière caractéristique selon l'invention, au cours au moins de la phase de démarrage d'un cycle de fabrication d'un lot, on récupère des déchets pâteux non expansés, et au cours de la phase suivante de fabrication stabilisée dudit cycle de fabrication de ce même lot, on recycle lesdits déchets pâteux non expansés en les diluant dans de l'eau et en réincorporant lesdits déchets pâteux dilués dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson.

Plus particulièrement, le procédé de l'invention comporte les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou le cas échéant en combinaison: - au cours du recyclage on tient compte de la quantité de déchets pâteux dilués réincorporés en diminuant la quantité d'eau injectée dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson; plus particulièrement, au cours du recyclage on tient compte de la quantité de déchets pâteux dilués réincorporés en diminuant la quantité d'eau injectée dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson, de telle sorte que la somme du débit d'eau et du débit de déchets pâteux dilués réincorporés est sensiblement égale à une consigne prédéfinie; - tout ou partie des déchets pâteux non expansés est prélevée en amont de l'étape d'extrusion; tout ou partie les déchets pâteux non expansés est prélevée en aval de l'étape d'extrusion; - avant de réincorporer les déchets pâteux dilués, on ajoute si nécessaire de l'eau en sorte d'augmenter la dilution des déchets; - au moins avant de réincorporer les déchets pâteux dilués, on agite de préférence la solution liquide contenant ces déchets pâteux, en sorte d'améliorer la dilution.

L'invention a enfin pour troisième objet l'utilisation de l'installation visée précédemment ou la mise en oeuvre du procédé visé précédemment, pour la fabrication de produits expansés destinés à l'alimentation humaine ou à l'alimentation animale, et réalisés notamment à partir de céréales broyées.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et/ou avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après d'une variante préférée de réalisation d'une installation de l'invention et de sa mise en oeuvre pour la fabrication de produits agroalimentaires expansés. Cette description détaillée est donnée à titre d'exemple non limitatif et non exhaustif de l'invention, et en référence aux dessins 2889031 8 annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma détaillé d'une installation de l'invention (vue de côté), - la figure 2 représente l'installation de la figure 1 en vue de face.

Description détaillée

On a représenté sur les figures 1 et 2, un exemple préféré de réalisation d'une installation de l'invention, destinée à l'industrie agroalimentaire, et permettant de fabriquer des produits alimentaires expansés à partir d'une composition de matières particulaires en vrac comportant une ou plusieurs farines issues du broyage d'une ou plusieurs céréales (soja, blé, maïs, riz,...), cette composition de matières particulaires étant variable d'un produit à l'autre et dépendant de la formulation du produit.

La granulométrie de la ou des matières particulaires à l'entrée de l'installation est variable d'un produit à l'autre. En pratique, elle est de préférence inférieure à 40pm, l'invention n'étant toutefois pas limitée à cette valeur, et pouvant également être mise en oeuvre avec des matières particulaires plus grossières présentant une granulométrie supérieure à 40pm.

La composition de matières particulaires à l'entrée de l'installation peut également comporter des additifs sous formes particulaires (farines ou granulés) tels que des vitamines ou complément minéraux vitaminés.

A titre d'exemples non limitatifs et non exhaustifs de produits expansés, l'installation des figures 1 et 2 peut être utilisée pour fabriquer: - des produits expansés pour l'alimentation humaine (par exemple biscuits, chips, barres de céréales) - des produits expansés pour l'alimentation animale, notamment aliments pour animaux de compagnies (chiens, chats,...) , produits alimentaires aquacoles, aliments pour le bétail (notamment bovins, ovidés, porcins, équidés).

En référence aux figures 1 et 2, l'installation comporte essentiellement et de manière usuelle: - des moyens 1 pour l'alimentation en continu et le dosage d'une composition de matières particulaires en vrac à de l'entrée l'installation, - des moyens de conditionnement avant extrusion comportant un préconditionneur 2 et un malaxeur de rétention 3, - un dispositif de gavage 4, - une extrudeuse 5, - un système de découpe 6, - un convoyeur à bande 7, - un conteneur 8 monté à une extrémité du convoyeur à bande 7 et destiné à recevoir par gravité en bout de convoyeur des déchets de produit expansés et découpés ( déchets destinés ultérieurement à être broyés), des moyens 9 de reprise et de transport des produits expansés et découpés qui sont issus du système de découpe 6, et qui sont considérés comme respectant le cahier des charges de fabrication du produit.

Les moyens techniques 1 à 9 précités sont connus de l'homme du 20 métier et seront donc très brièvement décrits ci-après, essentiellement d'un point de vue fonctionnel.

Moyens d'alimentation et de dosage (1) Les moyens d'alimentation et de dosage 1 comportent principalement une vis d'extraction double 10 équipée d'un moto-réducteur avec variateur de fréquence. Cette vis d'extraction 10 permet de doser en entrée la composition de matière granulaires sèche qui est stockée en vrac dans la trémie d'entrée 11. Le débit de matières particulaires en entrée est fonction de la vitesse de rotation de cette vis. La matière introduite à l'entrée de la vis d'extraction double 10 est pesée au moyen d'un système de pesage 12.

2889031 10 Préconditionneur (2) Le préconditionneur comporte principalement une vis de malaxage 20, montée rotative à l'intérieur d'un fourreau calorifugé 21, l'entrée du fourreau 21 étant raccordée de manière étanche à la sortie de la vis 10 d'alimentation et de dosage de la composition de matières granulaires.

Le fourreau 21 comporte une première admission 22 et est alimenté en vapeur d'eau par cette admission 22 en sorte de permettre une pré-cuisson de la matière lors de sa progression à l'intérieur du fourreau 21.

Le fourreau 21 comporte également une pluralité d'admission 23 (trois admissions dans l'exemple particulier illustré) de liquides ou semi liquides. Une admission 23 est utilisée pour introduire de l'eau (sous forme liquide) dans le fourreau 21. Les autres admissions 23 peuvent être utilisées pour introduire des liquides ou matières semi-liquides, dont la nature dépend du produit expansé fabriqué. II s'agit par exemple, et de manière non exhaustive, de vitamines sous forme liquide, de compléments minéraux vitaminés sous forme liquide, de graisse liquide ou semi liquide, de l'huile, de matières pâteuses d'origine animale ou végétale.

Le préconditionneur 2 permet le mélange solide (matières particulaires en provenance de la vis d'alimentation 10)-liquide(s)-vapeur à une vitesse fixe prédéfinie. Le mélange dans le préconditionneur est malaxé de manière intense et est partiellement cuit. En sortie du conditionneur on obtient un mélange homogène ayant une subi une pré-cuisson et dont la viscosité est variable d'un produit à l'autre.

Malaxeur de rétention (3) L'entrée du malaxeur de rétention 3 est raccordée à la sortie du préconditionneur 2. Le malaxeur de rétention 3 comporte une vis de rétention et permet de manière usuelle de jouer sur le temps de séjour du produit afin d'obtenir une préparation optimale de la matière avant extrusion. Dispositif de gavage (4) Le dispositif de gavage 4 comporte de manière usuelle une vis de gavage 40 inclinée, et montée rotative à l'intérieur d'un fourreau 41, l'entrée 2889031 11 du fourreau 41 étant raccordée à la sortie du malaxeur de rétention 3. Ce dispositif de gavage permet une alimentation optimale de l'extrudeuse 5. Extrudeuse (5) L'extrudeuse 5 est de préférence une extrudeuse bi-vis comportant deux vis parallèles co-rotatives et co-pénétrantes. Ces deux vis sont montées à l'intérieur d'un fourreau chauffant 50 dont le profil de température est réglable, et sont actionnées en rotation par un groupe moteur 51-réducteur 52. La sortie du dispositif de gavage 4 est raccordée à l'entrée du fourreau 50 de l'extrudeuse 5.

Sous l'action de la chaleur, de la pression et du cisaillement, la matière précuite qui a été introduite dans l'extrudeuse 5 par le dispositif de gavage 4, s'expanse et termine sa cuisson au fur et à mesure de sa progression dans l'extrudeuse 5. Lorsque le fonctionnement de l'extrudeuse 5 est stabilisé (après la phase initiale de démarrage ou avant la phase finale de fin de lot), on obtient en sortie de l'extrudeuse un produit final expansé sous la forme d'un boudin continu et mis en forme, dont la section transversale est donnée par la section de la filière de sortie de l'extrudeuse. Système de découpe (6) Le système de découpe 6 est monté en sortie de l'extrudeuse 5, et permet de découper le boudin continu de produit expansé issu de l'extrudeuse 5, sous forme de produits expansés de plus petites dimensions. Le système de découpe 6 peut être de tout type connu, et notamment peut être constitué d'un système de découpe par jets d'eau ou de découpe au moyen d'un fil coupant ou au moyen d'une ou plusieurs lames coupantes.

Convoyeur à bande (7) Le convoyeur à bande forme une surface 70 de réception et de transport des produits expansés et découpés issus du système de découpe 6, ladite surface 70 possédant deux directions de déplacement opposées (G et D). Lorsque la surface de transport 70 est entraînée dans la direction G (figure 2), les produits (déchets expansés) sont acheminés jusqu'au réceptacle 8. Lorsque la surface de transport 70 est entraînée dans la 2889031 12 direction D (figure 2), les produits expansés et découpés (produits conformes) sont acheminés jusqu'aux moyens de reprise et de transport 9. Moyens de reprise et de transport (9) Les moyens de reprise et de transport 9 permettent d'acheminer par 5 voie pneumatique ou mécanique les produits expansés et découpés vers un sécheur/refroidisseur (non représenté).

La nouveauté de l'installation de l'invention des figures 1 et 2 réside dans la mise en oeuvre de moyens de recyclage 10 de déchets pâteux dilués dont un exemple particulier de structure et de fonctionnement va à 10 présent être détaillé.

Moyens de recyclage (10) Les moyens de recyclage 10 comportent: -un premier by-pass 101 qui est monté en sortie du malaxeur de rétention 3, et qui permet de diriger par gravité la matière pâteuse en sortie du malaxeur 3, soit vers le dispositif de gavage 4, soit vers une trémie de récupération 103, via un tube raccord 102, - une trappe de débourrage 104, qui équipe le dispositif de gavage 4, et qui permet, en cas de surintensité détectée automatiquement sur le moteur de l'extrudeuse 5, d'ouvrir le fourreau du dispositif de gavage 4 et d'évacuer par gravité de la matière pâteuse en direction de la trémie de récupération 103 précitée; - un bac de recyclage 106, raccordé à la trémie de récupération 103 par un raccord 105 et équipé d'un agitateur motorisé 107, - un deuxième by-pass 112 qui est monté en sortie de l'extrudeuse 5 et qui permet de diriger par gravité la matière en sortie de l'extrudeuse soit vers le bac de recyclage 106, soit vers le convoyeur à bande 7, un système de pesage 108 comportant une pluralité de capteurs mesurant le poids du bac de recyclage 106, - un circuit 109 permettant d'alimenter en eau le bac de recyclage 106, 30 et équipé d'une électrovanne 109a, - des moyens 110 permettant de réincorporer à l'entrée du 2889031 13 préconditionneur 2 les déchets pâteux dilués contenus dans le bac de recyclage 106.

Les moyens de réincorporation 110 comportent plus particulièrement une pompe à vis 110a et une conduite de recyclage 110b raccordant la sortie de la pompe 110a à une entrée du fourreau du préconditionneur. La pompe à vis 110a permet, lorsqu'elle est en marche, d'alimenter le préconditionneur 2 avec la solution liquide (déchets pâteux dilués) contenue dans le bac de recyclage 106.

Dans la variante préférée de réalisation illustrée, la bande du convoyeur 7 est perméable aux liquides, et les moyens de recyclage 10 comportent des moyens 111 de récupération des effluents liquides qui passent par gravité à travers ladite bande du transporteur 7. Ces moyens de récupération 111 comportent un bac de récupération 11 la en forme d'entonnoir, et un conduit d'écoulement 111 b qui permet de raccorder le fond du bac de récupération 111 a au bac de recyclage 106. De la sorte, les effluents liquides récupérés par gravité dans le bac 11 la s'écoulent dans le bac de recyclage 106.

L'installation des figures 1 et 2 est pilotée par un automatisme de commande qui est implémenté de manière usuelle au moyen d'un automate programmable industriel. Cet automate programmable industriel exécute différents programmes de fonctionnement qui correspondent respectivement aux différentes phases de fonctionnement de l'installation qui vont à présent être détaillées.

Fonctionnement de l'installation Phase de démarrage Le lancement d'un cycle de fabrication est commandé manuellement par l'opérateur au moyen d'un bouton de commande.

Le cycle de fabrication commence par une séquence de mise en chauffe du malaxeur de rétention 3 et de l'extrudeuse 5.

Lorsque cette séquence de mise en chauffe est terminée (temporisation de mise en chauffe du malaxeur de rétention 3 écoulée et 2889031 14 consignes de chauffage des colliers chauffants de l'extrudeuse 5 atteintes), la phase de démarrage se poursuit par la séquence suivante de déplacement des éléments mobiles de l'installation: - positionnement du premier by-pass 101 en sorte que la matière et éventuels effluents liquides en sortie du malaxeur de rétention 3 soient déviés vers le bac de recyclage 106, positionnement du deuxième by-pass 112 en sorte que la matière et éventuels effluents liquides en sortie de l'extrudeuse 5 soient déviés vers le bac de recyclage 106, - démarrage du malaxeur de rétention 3 (la consigne de vitesse de la vis de rétention est proportionnelle au temps de séjour matière requis), - quand la consigne de vitesse de la vis du malaxeur de rétention 3 est atteinte, démarrage de la vis du préconditionneur 2, - démarrage des moyens 1 d'alimentation et de dosage matière en entrée de l'installation, - quand le débit minimum de consigne de la vis de dosage 10 est atteint, injection des liquides sur le préconditionneur 2, - quand détection d'une variation de poids dans le bac de recyclage 106, démarrage de l'extrudeuse 5, - lorsque la consigne de vitesse de l'extrudeuse 5 est atteinte, injection d'eau et de vapeur d'eau dans le fourreau 50 de l'extrudeuse 5, - Quand les consignes de débits d'eau et de vapeur sont atteintes, démarrage de la vis de gavage 40, du convoyeur 7 dans la direction G (vers bac 8 de récupération des déchets expansés) et basculement du premier by-pass 101 vers le dispositif de gavage 4, - Injection des fluides sur l'extrudeuse 5.

Pendant toute cette première partie de la phase de démarrage, jusqu'au basculement du premier by-pass 101, la matière non expansée en sortie de la vis du malaxeur de rétention 3 est dirigée et stockée en vue d'une réincorporation ultérieure dans le bac de recyclage 106; après 2889031 15 basculement du premier by-pass 101, la matière non expansée en sortie de l'extrudeuse 5 est dirigée et stockée en vue d'une réincorporation ultérieure dans le bac de recyclage 106.

L'opérateur vérifie la qualité du produit issu de l'extrudeuse 5, et 5 lorsque la densification du produit est correcte, sur ordre de l'opérateur, le deuxième by-pass 112 est basculé vers le convoyeur 7.

Les déchets expansés en sortie l'extrudeuse 5 sont alors dirigés vers le bac 8, en vue ultérieurement d'être rebroyés.

Ensuite l'opérateur démarre,et le cas échéant règle le système de 10 découpe 6.

Lorsque la qualité des produits expansés et découpés est conforme au cahier des charges de fabrication, l'opérateur commande le changement de direction du convoyeur 7 (direction D vers les moyens de reprise et de transport 9).

Phase de fabrication stabilisée En cours de cycle de fabrication stabilisée d'un lot de produit, le premier by-pass 101 est normalementpositionné vers le dispositif de gavage 4. Néanmoins, un bouton de commande permet à l'opérateur de faire basculer le premier by-pass 101 à tout moment.

En cours de cycle de fabrication stabilisée d'un lot de produit, la vis de gavage 40 est asservie à l'extrudeuse 5. Si intensité du moteur de l'extrudeuse 5 atteint un seuil prédéterminé( paramètre de l'automatisme de commande), l'ouverture de la trappe de débourrage 104 du dispositif de gavage 4 est commandée automatiquement par l'automatisme de commande, ce qui permet d'éviter de continuer à charger en entrée l'extrudeuse 5. La matière non expansée dans le dispositif de gavage 4 est évacuée vers la bac de recyclage 106. Tant que l'intensité détectée à l'extrudeuse 5 est au-dessus du seuil prédéfini, la trappe de débourrage 104 reste ouverte. L'automatisme de commande referme automatiquement la trappe de débourrage 104 lorsque l'intensité détectée repasse au dessous du seuil prédéfini.

2889031 16 En cours de cycle de fabrication stabilisée d'un lot de produit, le deuxième by-pass 112 est normalement positionné vers le convoyeur 7. Néanmoins, un bouton de commande permet à l'opérateur de faire basculer le deuxième by-pass 112 à tout moment.

En cours de cycle de fabrication stabilisée d'un lot de produit, le tapis du convoyeur 7 est normalement dirigé vers les moyens 9 de reprise et de transport (figure 2/ direction D). Néanmoins, un bouton de commande permet à l'opérateur de commander le changement de direction du convoyeur 7 à tout moment.

Recyclage des déchets pâteux dilués Ce recyclage est effectué au cours de la phase de fabrication stabilisée d'un lot de produit. Il consiste d'une manière générale à réincorporer progressivement à l'entrée du préconditionneur 2 les déchets pâteux dilués contenus dans le bac de recyclage 106 en les substituant en tout ou partie à l'eau injectée dans la vis de malaxage du préconditionneur 2.

Trois boutons de commande permettent à l'opérateur de commander les moyens de recyclage: - Bouton mélange : Il permet à l'opérateur de démarrer et d'arrêter l'agitateur 107 permettant le mélange et une meilleure dilution de matière dans la solution liquide contenue dans le bac de recyclage 106.

- Bouton injection d'eau : Il permet à l'opérateur de commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 109a en sorte d'ajouter de l'eau dans le bac de recyclage 106.

- Bouton recyclage : Il permet à l'opérateur de commander la pompe d'injection 110a en sorte de réinjecter dans le préconditionneur 2 les déchets pâteux dilués contenu dans la bac de recyclage 106.

Lorsque l'opérateur active la fonction de recyclage au moyen du bouton recyclage , la pompe d'injection 110a est mise en marche avec 2889031 17 une consigne de vitesse prédéfinie. Cette consigne de vitesse est proportionnelle au pourcentage (débit) de déchets pâteux dilués en provenance du bac 106 qui sont recyclés à l'entrée du préconditionneur.

De préférence, l'automatisme de commande de l'installation est programmé de telle sorte que la consigne de débit d'eau à l'entrée du préconditionneur 2 est diminuée en tenant compte de la consigne de débit de déchets pâteux dilués recyclés. De préférence, la consigne de débit d'eau à l'entrée du préconditionneur 2 est ajustée, de préférence automatiquement, de telle sorte que la somme du débit d'eau à l'entrée du préconditionneur 2 et du débit de déchets pâteux dilués réincorporés dans le préconditionneur 2 est sensiblement égale à une consigne prédéfinie. L'arrêt du recyclage peut s'opérer de plusieurs façons.

- Opérateur: L'opérateur arrête manuellement le recyclage au moyen du bouton recyclage - Bac 106 Vide: Lorsque le poids du bac de recyclage 106 mesuré par les moyens de pesage 108 correspond à un bac vide et/ou en cas d'absence de variation de poids dans le bac de recyclage 106, le recyclage est arrêté (arrêt automatique de la pompe de recyclage 110a).

- Remplissage: Si de la matière est envoyée dans le bac de recyclage 106 (basculement des by-pass 101 ou 112 ou ouverture de la trappe de débourrage 104), le recyclage est arrêté automatiquement, et ne peut redémarrer que sur nouvelle commande de l'opérateur (au moyen du bouton recyclage ).

- Fin de lot: en fin de lot d'extrusion, le recyclage est arrêté en même temps que l'injection des liquides.

Phase de fin de lot Cette phase consiste à arrêter la fabrication en vidangeant le circuit d'extrusion.

L'arrêt du cycle d'extrusion peut se faire de deux façons: Arrêt manuel par l'opérateur à l'aide d'un bouton dédié ; 2889031 18 - Arrêt automatique en cas de détection de vide (absence de matière) sur la trémie d'alimentation d'entrée 11.

La vidange de l'installation s'opère de la manière suivante: -vidange du système d'alimentation 1; - quand le système d'alimentation 1 est vide, arrêt de ce système et arrêt de l'injection des fluides; -vidange du préconditionneur 2; - vidange du malaxeur de rétention 3; basculement du premier by-pass 101 vers le bac de recyclage 106; - arrêt des fluides sur l'extrudeuse 5 (sauf eau) ; - Changement de direction du convoyeur 7 (vers le bac 8/ figure 2/ direction G) ; - Vidange du dispositif de gavage 4; Vidange de l'extrudeuse 5; - Arrêt des élements mobiles: vis 20 du préconditionneur 2; vis de gavage 40; double vis de l'extrudeuse 5; convoyeur 7; - Arrêt des moyens de chauffage (du malaxeur de rétention 3 et de l'extrudeuse 5) ; Arrêt de la vis du malaxeur de rétention 3 Rinçage de l'extrudeuse à l'eau L'objectif est de rincer l'extrudeuse 5 avec de l'eau.

Le lancement se fait par l'opérateur au moyen d'un bouton de commande.

L'extrudeuse 5 est mise en marche à une vitesse prédéfinie 25 paramétrée dans l'automatisme de commande.

Le deuxième by-pass 112 en sortie de l'extrudeuse est basculé vers le bac de recyclage 106.

L'injection d'eau sur l'extrudeuse 5 est activée.

Pendant toute la phase de rinçage, l'eau de rinçage et les matières 30 retirées de l'extrudeuse 5 sont récupérées dans le bac de recyclage 106. L'arrêt du rinçage se fait sur commande manuelle de l'opérateur ou 2889031 19 à l'issue d'une temporisation paramétrée dans l'automatisme de commande. L'injection d'eau sur l'extrudeuse 5, puis l'extrudeuse 5 sont alors arrêtées.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Installation pour la fabrication d'un produit expansé à base de matière(s) particulaire(s), ladite installation comportant: - des moyens de conditionnement (2,3) comprenant des moyens de malaxage et des moyens de chauffage, - des moyens d'alimentation (1; 22; 23) permettant d'alimenter les moyens de conditionnement en matière(s) particulaire(s), en eau et le cas échéant en autre(s) liquide(s), et - une extrudeuse (5) dont l'entrée est raccordée à la sortie des moyens de conditionnement (2, 3) caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de recyclage (10) qui comportent des moyens (106) de récupération des déchets pâteux non expansés et éventuels effluents liquides qui sont issus des moyens de conditionnement (2,3) et/ou de l'extrudeuse (5) , des moyens ( 109) permettant le cas échéant d'ajouter de l'eau dans les moyens de récupération (106), et des moyens (110) permettant de réincorporer à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) les déchets pâteux dilués contenus dans les moyens de récupération (106).

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (107) permettant de mélanger dans les moyens de récupération (106) lesdits déchets pâteux non expansés dans lesdits effluents liquides et le cas échéant dans de l'eau ajoutée.

3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de gavage (4), qui est interposé entre la sortie des moyens de conditionnement (2,3) et l'entrée de l'extrudeuse (5), et qui comporte au moins une trappe de débourrage (104) permettant lorsqu'elle est ouverte d'évacuer des 2889031 21 déchets pâteux non expansés dans les moyens de récupération (106).

4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte en aval de l'extrudeuse (5) des moyens de transport (7) des produits fabriqués, et des moyens (111) de reprise des effluents liquides passant à travers lesdits moyens de transport (7), lesdits moyens de reprise étant raccordés aux moyens de récupération (106).

5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en sortie des moyens de conditionnement (2; 3) un bypass (101) qui permet de diriger la matière en sortie des moyens de conditionnement (2; 3) soit vers l'extrudeuse (5), soit vers les moyens de récupération (106).

6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en sortie de l'extrudeuse (5), un by-pass (112) qui permet de diriger la matière en sortie de l'extrudeuse (5), soit vers des moyens de transport (7), soit vers les moyens de récupération (106).

7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un automatisme de commande qui est conçu de telle sorte qu'au moins pendant la phase de démarrage d'un cycle de fabrication, le by-pass (101) en sortie des moyens de conditionnement (2,3) et le cas échéant le by-pass (112) en sortie d'extrudeuse (5), sont basculés vers les moyens de récupération (106), et les moyens de réincorporation (110) sont arrêtés.

8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un automatisme de commande qui commande les moyens de réincorporation (110) de telle sorte que lesdits moyens de réincorporation (110) sont arrêtés tant que les moyens de récupération (106) sont alimentés avec des déchets, et lesdits moyens de réincorporation (110) peuvent être mis en marche pendant la phase de fabrication stabilisée d'un cycle de fabrication.

9. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un automatisme de commande qui est conçu pour réguler le débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) en fonction d'une première consigne de fonctionnement prédéfinie, et pour réguler le débit d'eau à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) en fonction d'une deuxième consigne de fonctionnement qui dépend de la première consigne de fonctionnement.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'automatisme de commande est conçu pour réguler le débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) et pour réguler le débit d'eau à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) de telle sorte que la somme du débit d'eau et du débit de déchets pâteux dilués à l'entrée des moyens de conditionnement (2,3) est sensiblement égale à une consigne prédéfinie.

11. Procédé de fabrication d'un lot de produit expansé au cours duquel on réalise une étape préalable de malaxage et de précuisson d'une pâte à base de matière(s) particulaires et de liquide(s), et en ce qu'ensuite on extrude ladite pâte précuite en sorte obtenir un produit final expansé, caractérisé en ce qu'au cours au moins de la phase de démarrage d'un cycle de fabrication d'un lot, on récupère des déchets pâteux non expansés, et en ce qu'au cours de la phase suivante de fabrication stabilisée dudit cycle de fabrication de ce même lot, on recycle lesdits déchets pâteux non expansés en les diluant dans de l'eau et en réincorporant lesdits déchets pâteux dilués dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson.

12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en 2889031 23 ce qu'au cours du recyclage on tient compte de la quantité de déchets pâteux dilués réincorporés en diminuant la quantité d'eau injectée dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au cours du recyclage on tient compte de la quantité de déchets pâteux dilués réincorporés en diminuant la quantité d'eau injectée dans l'étape préalable de malaxage et de précuisson, de telle sorte que la somme du débit d'eau et du débit de déchets pâteux dilués réincorporés est sensiblement égale à une consigne prédéfinie.

14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce tout ou partie des déchets pâteux non expansés est prélevée en amont de l'étape d'extrusion.

15. Procédé selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que tout ou partie les déchets pâteux non expansés est prélevée en aval de l'étape d'extrusion.

16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'avant de réincorporer les déchets pâteux dilués, on ajoute si nécessaire de l'eau en sorte d'augmenter la dilution des déchets.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'au moins avant de réincorporer les déchets pâteux dilués, on agite la solution liquide contenant ces déchets pâteux, en sorte d'améliorer la dilution.

18. Utilisation de l'installation visée à l'une des revendications 1 à 10 ou mise en oeuvre du procédé visé à l'une des revendications 11 à 17, pour la fabrication de produits expansés destinés à l'alimentation humaine ou à l'alimentation animale, et réalisés notamment à partir de céréales broyées.