FR3028771A1 - Dispositif d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis des graines oleagineuses - Google Patents

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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

1 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 connait 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 3028771 2 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 5 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 10 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 15 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.
20 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 oeuvre.
25 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. 30 - 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. 3028771 3 - 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 5 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 10 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 15 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, 20 - 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 25 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 30 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 35 corps, destiné à s'étendre transversalement dans le logement de manière à plaquer le 3028771 4 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.
5 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 ; 10 - 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 ; 15 - 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 20 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 25 troisième exemple de mode de réalisation de l'invention, comportant l'organe d'extraction de la figure 8. 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, 30 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 35 présente une structure similaire à celle d'une centrifugeuse classique. Le rotor 12 est 3028771 5 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 5 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.
10 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 15 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.
20 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 25 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 30 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 35 facteur de charge, qui est directement proportionnel au volume du piston.
3028771 6 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 5 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 10 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 15 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 20 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 25 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 30 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 35 passage de liquide. Dans tous les cas, un tel disque 42 est avantageux en ce qu'il est 3028771 7 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 5 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 10 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.
15 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 20 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 25 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 30 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 35 différentes, tel que le cylindre 30', représenté sur la figure 5.
3028771 8 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 5 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 10 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 15 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 20 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. 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 25 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 30 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.
35 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 3028771 9 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 5 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 10 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 15 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, 20 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 25 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 30 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 35 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 3028771 10 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.
5 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, et une seconde conduite d'évacuation 48C, destinée à être 10 disposée en regard de l'orifice d'évacuation 36' de la coupelle 35' de la figure 5. Chacune de ces première 48B et seconde 48C conduites d'évacuation débouche dans la conduite principale 48A. Avantageusement, chacune de ces première 48B et seconde 48C conduites d'évacuation comporte un joint d'étanchéité, respectivement 49B et 49C, porté à 15 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 20 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 25 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 30 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 35 couvercle vissé ou serti. Par ailleurs, la cartouche de récupération permet une mesure 3028771 11 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 une cartouche d'équilibrage 58, disposée transversalement en 5 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 10 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 15 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 20 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 25 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.
30 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 35 outre, le piston 32, 32' fait face à cet axe de rotation R, et l'orifice d'évacuation 36, 36' est 3028771 12 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 5 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'.
10 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.
15 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- 20 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 25 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 30 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 35 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 3028771 13 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 5 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 10 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 15 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 20 ménagé. Ce pied creux 64 s'étend dans la direction principale A. 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.
25 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 30 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 35 quantification.
3028771 14 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.
5 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, 10 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.
15 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.
20 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.
25 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 30 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.
3028771 15 Conformément à un second exemple, le matériau présente des caractéristiques mécaniques très élevées en surface ou à coeur de la matière de type métallique, céramique, polymère, etc. Conformément à un troisième exemple, le matériau présente des propriétés 5 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 10 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.
15 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.
20 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 25 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 30 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 35 tous les corps de quelque nature que ce soit, sont soumis à une force centrifuge les 3028771 16 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 5 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 10 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.
15 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 20 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 25 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.
30 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.
3028771 17 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 5 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).
10 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 15 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). 20

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Organe (14) d'extraction de liquide depuis une substance, notamment depuis au moins une graine oléagineuse, 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. 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. 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. 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. 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. 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'). 3028771 19
  7. 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). 5
  8. 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. 9. Organe d'extraction (14) selon les revendications 5 et 8 prises en combinaison, 10 dans lequel l'emplacement (50) de réception est ménagé dans le pied (64) du corps (26).
  10. 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. 15
  11. 11. 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. 20
  12. 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, 25 - 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). 30
  13. 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 35 longitudinal (X). 3028771 20
  14. 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). 5
  15. 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 10 circonférentielle (20).
  16. 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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