FR3068626A1

FR3068626A1 - Appareil et procede de fractionnement de graines oleagineuses

Info

Publication number: FR3068626A1
Application number: FR1700733A
Authority: FR
Inventors: Patrick Carre
Original assignee: Pivert SAS
Current assignee: Pivert SAS
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-11

Abstract

L'invention concerne un procédé et un appareil de fractionnement d'un mélange brut (30) composé d'amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31), l'appareil comprenant : • une source d'un mélange brut (30) composé d'amandes oléagineuses (32) de diamètre hydraulique moyen, Dm, et de pellicules fibreuses (31), et • un laminoir (1) comprenant premier et deuxième cylindres (11, 12) montés parallèlement à rotation autour de leur axes, X1, X2, de révolution. Les surfaces externes des premier et deuxième cylindres sont séparées l'une de l'autre par un écart, dc, tel que dc = 0.5 Dm-1.2 Dm. Le laminoir comprend de plus un premier et deuxième racloirs (21, 22) adjacents aux surfaces externes des cylindres correspondants. Le mélange brut (30) est introduit dans l'écart. Les pellicules fibreuses passent entre les cylindres, alors que les amandes oléagineuses sont déformées et adhèrent aux cylindres, et entraînées jusqu'aux racloirs où elles sont recueillies séparément des pellicules fibreuses.

Description

APPAREIL ET PROCEDE DE FRACTIONNEMENT DE GRAINES OLEAGINEUSES

DOMAINE DE L’INVENTION [0001] L’invention se rapporte à un appareil et un procédé pour le fractionnement d’un mélange brut constitué d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses obtenu à partir de graines oléagineuses telles que le colza. Le fractionnement du mélange brut comprend la séparation dudit mélange brut en une fraction riche en amandes oléagineuses dépourvues de leurs pellicules (= amandes dépelliculées) et en une fraction riche en pellicules fibreuses. L’invention peut également s’appliquer au fractionnement de la fraction riche en pellicules fibreuses si celle-ci comprend une fraction non-négligeable d’amandes oléagineuses. L’appareil et le procédé de la présente invention sont simples, peu coûteux, et permettent une purification rapide et efficace des amandes oléagineuses présentes dans un mélange brut.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE [0002] Les graines oléagineuses telles que le colza ont diverses applications industrielles en alimentation humaine et animale. Le traitement de dépelliculage de ces graines comprend en général une étape de désolidarisation des pellicules fibreuses enveloppant ou adhérant à des amandes oléagineuses afin de former un mélange brut de pellicules fibreuses et d’amandes oléagineuses, suivi d’une étape de fractionnement du mélange brut en une fraction oléagineuse riche en amandes oléagineuses, et en une fraction fibreuse riche en pellicules. Les termes « amande » et « amande oléagineuse » sont utilisées ici indistinctement comme synonymes.

[0003] Une utilisation typique des graines oléagineuses comprend leur pressage afin d’obtenir de l'huile et un gâteau. Cependant dans la pratique, il s’avère difficile de séparer de manière satisfaisante les amandes de leur pellicule. Dans les procédés de dépelliculage de l’art antérieur, seul environ un tiers du matériau pressé s'accumule comme huile de haute qualité et environ deux tiers restent dans un gâteau ayant une teneur élevée en huile solide.

[0004] L’art antérieur décrit diverses méthodes pour effectuer le dépelliculage de graines oléagineuses, en particulier de graines de colza. Par dépelliculage, on entend tel que défini plus haut, d’une part, la désolidarisation des composants d’amande oléagineuse et d’enveloppe fibreuse constituant des graines oléagineuses pour former un mélange brut des deux composants et, d’autre part, le fractionnement du mélange brut en une fraction riche en amandes oléagineuses et en une fraction riche en pellicules fibreuses.

[0005] Le dépelliculage peut être obtenu via par exemple l’utilisation conjointe d'un tamis vibratoire et d'un ventilateur pour séparer les fractions oléagineuses et fibreuses des graines ayant été préalablement séchées à haute température puis cisaillées et broyées tel que décrit par exemple dans CN103555414. Ce procédé est cependant bruyant et génère énormément de poussières qu’il faut évacuer pour la sécurité des travailleurs.

[0006] Dans US2013/0001333, le dépelliculage des graines de colza est obtenu via un concassage entre une double paire de cylindres presse suivi d'un tamisage. DE4041994 décrit un procédé dans lequel les graines de colza sont triées, séchées puis broyées entre des rouleaux, ayant un écart entre 0,2-0,4 fois la taille moyenne des semences. Les graines sont détachées des coquilles par une action de battement à travers un système de supports pneumatique, suivie d'un criblage au vent si nécessaire. Comme le procédé décrit plus, ce procédé génère énormément de poussières qu'il faut évacuer pour la sécurité des travailleurs. Les enveloppes sont séparées des noyaux par électro-séparation.

[0007] KR100910385 propose un dépelliculateur comprenant une paire de rouleaux supérieurs et une paire de rouleaux inférieurs. Les rouleaux supérieurs compriment, déforment et désolidarisent les graines en leur composante amande et leur composante enveloppe pour former un mélange brut. Les rouleaux inférieurs reçoivent par gravité ce mélange brut d’amandes et d’enveloppes afin de le fractionner en une fraction riche en amandes et une fraction riche en pellicules. Les deux rouleaux inférieurs qui sont séparés par un intervalle à travers lequel les amandes ne peuvent pas passer, transfèrent les amandes parallèlement à leur axe de rotation jusqu’à leurs extrémités via une rainure en hélice formant une vis d’Archimède. A l'inverse, les enveloppes fibreuses passent entre les deux rouleaux inférieurs et sont récoltées séparément par gravité.

[0008] Ces procédés permettent de fractionner un mélange brut d’amandes de graines oléagineuses désolidarisées de leur enveloppe fibreuse en une fraction oléagineuse riche en amandes oléagineuses dépelliculées et en une fraction fibreuse, riche en enveloppes fibreuses. Cependant, la fraction riche en enveloppes fibreuses séparée par certains de ces procédés contient encore très souvent une proportion non négligeable d’amandes qu’il conviendrait de récupérer.

[0009] La présente invention fournit une méthode simple, efficace et économique de purification du mélange brut d’amandes et d’enveloppes fibreuses en une fraction oléagineuse riche en amandes oléagineuses dépelliculées, d’une part et, d’autre part, en une fraction fibreuses riche en enveloppes fibreuses. Cette méthode peut s’appliquer également comme étape ultérieure de purification suite à une première action de fractionnement effectuée selon la présente invention ou pas, afin de récupérer les amandes oléagineuses qui se trouveraient encore dans la fraction riche en enveloppes fibreuses provenant de cette première action de purification. Par exemple, dans le cas d’amandes ayant une distribution de taille des particules importante, ne permettant pas un fractionnement optimal en un passage unique. La présente invention permet aussi une invention permet aussi une meilleure séparation des amandes oléagineuses dépelliculées de leur enveloppe fibreuse afin d’obtenir une huile et un gâteau de meilleure qualité et ce, sans générer de poussières dangereuses pour les utilisateurs. La présente invention est décrite plus en détails dans les sections suivantes.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte à un appareil de fractionnement d’un mélange brut composé d'amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses comprenant :

A - un laminoir comprenant:

(i) un premier cylindre circulaire rotatif de rayon R1, comprenant :

- une surface externe;

- un axe de révolution, X1 ;

- une longueur, L1, mesurée parallèle à l’axe de révolution X1 ;

(iv) un deuxième cylindre circulaire rotatif de rayon R2, comprenant :

une surface externe;

un axe de révolution, X2 ;

une longueur, L2, mesurée parallèle à l’axe de révolution X2 ;

le premier et deuxième cylindres étant agencés de sorte que :

• les axes de révolution, X1, X2, sont parallèles l’un par rapport à l’autre et appartiennent à un plan P1 ;

• un plan médian P2 normal à P1 est situé à mi-distance et parallèle aux axes de révolution X1, X2 ;

• les deux cylindres ont des sens de rotation opposés, les surfaces externes du premier et deuxième cylindres sont séparées par un écart d’une largeur, de, mesurée dans le plan P1, normal au plan médian, P2 ;

(v) un premier et deuxième racloirs comprenant chacun un bord respectivement adjacent à la surface externe du premier et deuxième cylindres sur au moins 50 % de la longueur de ces derniers, chaque bord étant séparé du plan médian P2 d’une distance au moins égale au rayon R1, R2 du cylindre correspondant, ladite distance étant mesurée normale au plan médian, P2 ;

B - une source d’un mélange brut composé d’amandes oléagineuses de diamètre moyen, Dm, et de pellicules fibreuses (31), apte à alimenter le laminoir,

Caractérisé en ce que, l’écart entre les deux cylindres, de, est 0.5 à 1.2 fois le diamètre hydraulique moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.5 Dm -1.2 Dm), de préférence 0.6 à

0.9 fois le diamètre moyen, et idéalement 0.7 à 0.8 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.7 Dm - 0.8 Dm).

[0010] Le diamètre hydraulique, Dh, d’une particule est calculé sur la base d’une projection de la particule sur un plan, et est égal, Dh = 4A/ P où A est l'aire de la projection de la particule et P est le périmètre de cette projection. Le diamètre hydraulique moyen, Dm, de l’amande oléagineuse est donc la moyenne mesurée et calculée de Dh mesurée sur un échantillon représentatif d’amandes oléagineuses.

[0011] Dans une version préférée, les bords des premier et deuxième racloirs respectivement adjacents à la surface externe du premier et deuxième cylindres s’étend sur au moins 75 % de la longueur des cylindres, de préférence au moins 90%, idéalement 100 %. Lesdits bords sont séparés de cette surface externe d'une distance dr comprise entre 0 et 0.8 mm, de préférence entre 0.2 et 0.5 mm. Ils peuvent être rectilignes ou courbes et sont de préférence positionnés de telle manière à maintenir la distance dr constante.

[0012] Chacun des premier et deuxième racloirs comprend une surface de raclage adjacente au bord des premier et deuxième racloirs. Les surfaces de raclage forment chacune un angle a1, a2, avec une direction radiale du premier et du deuxième cylindre intersectant le bord du premier et deuxième racloirs respectivement, les angles α1, a2, sont de préférence compris entre 0 et +90° et mesurés depuis la direction radiale dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres respectivement. De plus, les surfaces de raclage sont respectivement positionnées à une distance angulaire, β1, β2, mesurée dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres par rapport au plan P1 définissant l’angle 0°. Les distance angulaire, β1, β2, sont de préférence comprisent entre -90° et +45°. La surface externe de chacun des cylindres peut être structurée, ou rugueuse afin de favoriser l'adhésion des amandes à la surface externe des cylindres.

[0013] Dans une variante préférée de l’invention, le laminoir comprend, en outre, un premier et un deuxième bacs récolteurs positionnés pour recueillir la fraction oléagineuse séparée des surfaces externes des premier et deuxième cylindres par le bord des premier et deuxième racloirs et tombant par effet de gravité. Le laminoir (1) peut, en outre, comprendre un troisième bac récolteur positionné pour recueillir la fraction fibreuse tombant par effet de gravité.

[0014] Le mélange brut comprend de préférence de graines oléagineuses choisies parmi : colza, crucifères, tournesol, carthame, Jatropha curcas, coton, chanvre et/ou lin, de préférence de graines de colza. Le mélange brut peut provenir soit d'une étape de désolidarisation de graines oléagineuses en un mélange brut comprenant des amandes oléagineuses et des pellicules fibreuses, ou d’une fraction fibreuse pauvre en amandes et riche en pellicules fibreuses provenant d’une étape de fractionnement d’un mélange d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses. Dans le premier cas, le mélange brut peut comprendre environ entre 10%vol et 30%vol de pellicules fibreuses et, dans le second cas, il peut comprendre plus d’environ 50%vol de pellicules, de préférence plus de 65%vol de pellicules, idéalement entre 75%vol et 90%vol de pellicules.

[0015] L'invention porte également sur un procédé de fractionnement de graines oléagineuses en un mélange brut d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses; ce procédé comprenant les étapes suivantes

A - fournir un laminoir tel que défini supra

B - insérer par gravité le mélange brut) dans l’écart entre les premier et deuxième cylindres en rotation autour de leur axe de révolution, X1, X2, respectif, du côté où les surfaces externes des cylindres sont en rotation convergente l'une vers l’autre, la largeur de permettant de déformer les amandes oléagineuses, tel que, • les pellicules fibreuses tombent par effet de gravité formant une fraction fibreuse, et • les amandes oléagineuses adhèrent aux surfaces externes du premier et second cylindres et sont emportées par la rotation de ceux-ci jusqu’à atteindre le bord des premier et deuxième racloirs correspondant où elles sont séparées des surfaces externes et recueillies séparément pour former une fraction oléagineuse.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0016] Ces aspects ainsi que d’autres aspects de l’invention seront clarifiés dans la description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention, référence étant faite aux dessins des figures, dans lesquelles :

Fig.1 montre une variante d’un appareil de fractionnement selon la présente invention (a) montrant les dimensions et plans de référence et (b) montrant son utilisation.

Fig.2 montre une variante alternative d’un appareil de fractionnement selon la présente invention (a) montrant les dimensions et plans de référence et (b) montrant son utilisation.

Fig.3 montre une variante alternative d'un appareil de fractionnement selon la présente invention (a) montrant les dimensions et plans de référence et (b) montrant son utilisation.

Fig.4 montre une variante d’un appareil de fractionnement selon la présente invention muni de bacs récolteurs pour recueillir les fractions oléagineuses et fibreuses de l’étape de fractionnement effectuée sur l’appareil.

Fig.5 montre plusieurs variantes alternatives d’appareils de fractionnement selon la présente invention.

Fig.6 montre (a) que les amandes d’un mélange brut ayant un diamètre hydraulique moyen inférieur à la distance, de, utilisée entre les rouleaux ne peuvent être séparées des pellicules (voir zone grisée), (b) qu’un fractionnement en deux étapes, utilisant deux appareils en série, avec un écart, dc1, entre rouleaux plus important dans l’appareil en amont, que l’écart, dc2, entre les rouleaux de l’appareil en aval, peut permettre de séparer une plus grande proportion d’amandes oléagineuses, et (c) un dispositif comprenant un premier appareil selon l’invention avec un écart, dc1, entre les rouleaux, et un appareil selon l’invention en aval avec un écart, dc2, entre les rouleaux, avec dc1 > dc2.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS [0017] L’invention concerne le fractionnement d’un mélange brut d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses issu typiquement d’une étape de désolidarisation de graines oléagineuses dans une opération de dépelliculage. Les graines oléagineuses sont typiquement des graines de colza, de crucifères tels que les graines de navette, de moutarde (noire, brune, blanche, d’Abyssinie) ou de choux, des graines de tournesol, carthame, Jatropha curcas, coton, chanvre ou encore des graines de lin. L’invention est particulièrement utile au fractionnement d’une mélange de pellicules et amandes des graines de colza.

[0018] Un procédé de dépelliculage comprend généralement au moins deux étapes par lesquelles des graines oléagineuses sont d’abord désolidarisées pour former un mélange brut (30) d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31) suivi d’une étape de fractionnement de ce mélange brut en une fraction oléagineuse (51) riche en amandes oléagineuses et pauvre en pellicules fibreuses et une fraction fibreuse (52) riche en pellicules fibreuses et pauvre en amande oléagineuses. L’invention porte sur la seconde étape de fractionnement d’un mélange brut. Le fractionnement du mélange brut consiste en la séparation des amandes et des pellicules fibreuses en se basant sur la différence de comportement des deux composants du mélange brut lors du passage entre les cylindres aplatisseurs (11, 12) d’un laminoir (1) qui sont séparés l’un de l’autre par une distance, de. Les amandes oléagineuses ont une plasticité qui leur permet de se déformer pour épouser la surface des cylindres et y adhérer lors de leur rotation, tandis que les pellicules fibreuses ne présentent pas cette particularité. C’est pourquoi, les pellicules fibreuses suivent une trajectoire sensiblement verticale au passage entre les deux cylindres, tandis que les amandes oléagineuses qui adhèrent à la surface des cylindres sont récupérées latéralement par le moyen de racleurs (21, 22), tel qu’illustré aux Figures 1 (b) à 3(b), 4 et 5(a), (b), (c), (e). Le procédé et l’appareil de fractionnement selon la présente invention s’intégre dans un procédé de dépelliculage comprenant des étapes en amont. Les graines oléagineuses peuvent être nettoyées des impuretés présentes lors de la récolte des graines.

Ensuite, une étape de désolidarisation des pellicules fibreuses des amandes oléagineuses formant les graines est nécessaire à la formation d’un mélange brut (30) que la présente invention se propose de fractionner en une fraction oléagineuse et une fraction fibreuse. Avant de décrire en détail l’étape de fractionnement selon la présente invention, les étapes préalables de nettoyage et de désolidarisation sont revues brièvement.

Etape de nettoyage et criblage [0019] Avant les étapes de désolidarisation et de fractionnement du procédé de dépelliculage, les graines oléagineuses sont en général nettoyées par exemple, dans une machine de criblage de sorte que les impuretés sont séparées des graines. Ce criblage peut aussi permettre d’éliminer les graines de trop petite taille. La granulométrie des graines oléagineuses se situe généralement entre 1,0 et 2,5 mm. Les graines peuvent ensuite être séchées dans un sécheur de semences, par exemple dans un flux d'air. Le séchage peut être effectué avec un temps de séjour d’environ 5 minutes et à une température d’environ 95°C. La teneur en eau des graines peut influer la performance de l’étape de désolidarisation. En effet, l’eau peut jouer un rôle de plastifiant des pellicules fibreuses. En séchant les graines, on réduit l’élasticité des pellicules qui vont céder plus facilement à une contrainte mécanique. Toutefois, en raison d’un phénomène identique sur l’amande, un séchage excessif peut conduire à une friabilité importante de celle-ci conduisant à une réduction importante de la granulométrie et introduisant un surcroît de difficulté pour le triage. L'ajustement de la teneur en eau doit donc être optimisé pour faciliter la désolidarisation des pellicules sans conduire à la formation excessive de fines particules. Cet optimum dépend de la teneur en huile des graines et de la résilience des pellicules, et se situe généralement entre 5 et 12 % d’eau, de préférence entre 5 et 7% pour les graines de colza, de préférence entre 4 et 6 % pour le tournesol. Les graines ainsi nettoyées et séchées peuvent passer à l’étape de désolidarisation.

Etape de désolidarisation [0020] L’étape classique de désolidarisation des graines oléagineuses en un mélange brut (30) d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31) séparées des, mais encore mélangées aux amandes peut se faire selon n’importe quelle méthode décrite dans l’art antérieur.

[0021] Par exemple, US2013/0001333 décrit un procédé approprié de désolidarisation des graines oléagineuses dans lequel les graines nettoyées, séchées et ayant une taille approximativement standard sont écrasées dans un laminoir formé de deux paires de rouleaux. Le mélange obtenu est ensuite fourni à une machine de criblage dans laquelle le matériau grossièrement écrasé et le matériau finement écrasé sont séparés.

[0022] La méthode de désolidarisation décrit dans DE4041994 convient également pour préparer un mélange brut (30) à fractionner selon la présente invention. Les graines de colza sont triées pour rejeter les petites tailles, et la teneur en eau est réduite de 0,6 à 2,0% par séchage. Les graines sont ensuite broyées entre deux rouleaux, avec un écart entre 0,2-0,4 fois la taille moyenne des semences. Les graines sont détachées des coquilles par une action de battement à travers un système de support pneumatique, suivie d'un criblage par vent si nécessaire

Etape de fractionnement [0023] La présente invention concerne particulièrement l’étape de fractionnement d’un mélange brut (30) obtenu à la fin d’une étape de désolidarisation, en une fraction oléagineuse (51), riche en amandes oléagineuses (32) et en une fraction fibreuse (51), riche en pellicules fibreuses (31). Les Figures 1 à 5 montrent des variantes d’un appareil selon la présente invention. Un appareil selon la présente invention comprend un laminoir (1) et une source d’un mélange brut (30) composé d’amandes oléagineuses (32) de diamètre hydraulique moyen, Dm, et de pellicules fibreuses (31).

[0024] Le laminoir (1) comprend un premier cylindre circulaire rotatif (11) de rayon, R1, défini par un axe de révolution, X1, une surface externe, et ayant une longueur, L1, mesurée parallèlement à l’axe de révolution, X1. De manière similaire, le laminoir comprend un deuxième cylindre circulaire rotatif (11) de rayon, R2, défini par un axe de révolution, X2, une surface externe, et ayant une longueur, L2, mesurée parallèlement à l’axe de révolution, X2. Les rayon, R2, et longueur, L2, sont de préférence, mais pas nécessairement égaux aux rayon, R1, et longueur, L1. Tels que représentés aux Figures 1(a) à 3(a), les premier et deuxièmes cylindres sont agencés de sorte que :

• Les axes de révolution, X1, X2, soient parallèles l’un par rapport à l’autre et appartiennent à un plan P1 ;

• un plan médian P2 normal à P1 soit situé à mi-distance et parallèle aux axes de révolution X1, X2 [0025] Les deux cylindres ont des sens de rotation opposés et convergents du côté de l’insertion du mélange brut (30). Sur les Figures le côté d’insertion est la partie supérieure de l’écart, puisque le mélange brut est inséré par gravité dans l’écart entre les deux cylindres. Les surfaces externes du premier et deuxième cylindres sont séparées par un écart d’une largeur, de, mesurée dans le plan P1, normal au plan médian, P2.

[0026] Afin d’obtenir l’effet désiré, la largeur, de, de l’écart entre les deux cylindres est 0.5 à 1.2 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.5 Dm-1.2 Dm). De préférence l’écart entre les deux cylindres, de, est 0.6 à 0.9 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.6 Dm -0.9 Dm), idéalement l’écart entre les deux cylindres de est 0.7 à 0.8 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.7 Dm -0.8 Dm). Un tel écart permet de comprimer et déformer les amandes contre les surfaces externes des cylindres afin qu'elles y adhèrent. Si la largeur, de, de l’écart entre cylindres est plus petit, on risque d’écraser complètement les amandes. Si la largeur, de, de l’écart entre cylindres est plus grand, on risque d’obtenir une fraction fibreuse comprenant de nombreuses amandes plus petites que la largeur de l’écart. En effet, les amandes ayant un diamètre hydraulique inférieur à la largeur, de, risquent de ne pas adhérer aux surfaces externes des cylindres et d’être emportées avec les pellicules fibreuses dans la fraction fibreuses. Tel qu’illustré à la Figure 6(b)&(c), si la distribution de tailles des amandes oléagineuses est trop large pour permettre un fractionnement en une seule étape, il est possible d’effectuer le fractionnement en deux étapes, avec un premier appareil réglé sur une largeur d'écart, dc1, permettant de récolter les amandes de plus grandes tailles, sans les écraser, et un second appareil, disposé en aval du premier, et réglé sur une largeur d’écart, dc2 < dc1, permettant de fractionner les amandes de plus petites tailles se retrouvant dans la fraction fibreuse de la première opération de fractionnement.

[0027] Le laminoir comprend également un premier (21) et deuxième (22) racloirs comprenant chacun un bord (21a, 22a) respectivement adjacent à la surface externe du premier (11) et deuxième (12) cylindres sur au moins 50 % de la longueur de ces derniers, de préférence sur au moins 75 % de la longueur des cylindres, ou au moins 90 %, idéalement 100 % ou plus. Chaque bord (21a, 22a) étant séparé du plan médian P2 d’une distance au moins égale au rayon R1, R2 du cylindre correspondant, ladite distance étant mesurée normale au plan médian, P2. Les racloirs permettent de détacher les amandes adhérées à la surface externes des cylindres et qui se heurtent aux racloirs par la rotation des cylindres. De préférence, la position des racloirs visà-vis des cylindres correspondants permet un raclage sur toute la longueur des cylindres et la récupération maximale des amandes qui adhèrent aux cylindres. L’orientation des racloirs par rapport aux cylindres correspondants permet d’optimiser le décollement des amandes des cylindres.

[0028] Le bord des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) peuvent être en contact direct avec la surface externe de leur cylindre respectif. Dans ce cas, il est opportun d’ajuster la force d’appui afin de ne pas provoquer une usure prématurée tout en exerçant une force suffisante de maintien pour ne pas laisser les amandes passer sous les bords du racloir. Il est également opportun de choisir une métallurgie adaptée afin que ce contact puisse s’effectuer dans la durée sans altérer la surface du cylindre.

[0029] Le bord des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) respectivement adjacents à la surface externe du premier et deuxième cylindres (11,12) peuvent donc être en contact avec, ou séparés de cette surface externe d’une distance, dr, de préférence inférieure à 0.2 fois le diamètre hydraulique moyen, Dm, des amandes, de préférence inférieure à 0.1 Dm. Cela permet d’éviter une usure précoce des racloirs et/ou des cylindres.

[0030] La distance, dr, est donc en général comprise entre 0 et 0.8 mm, de préférence entre 0.2 et 0.5 mm. Le bord des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) peuvent rectilignes ou courbes mais sont de préférence positionnés de telle manière à maintenir la distance dr constante le long de la longueur des racloirs.

[0031] Comme illustré à la Figure 5, ainsi que sur les Figures 1 à 3, le bord (21a, 22a) de chacun des premier et deuxième racloirs (21,22) est respectivement positionné à une distance angulaire, β1, β2, mesurée dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres. Les angles β1, β2, sont de préférence, mais pas nécessairement, égaux entre eux, et sont généralement compris entre -90° et +45° par rapport au plan P1 définissant l’angle 0°. Chacun des premier et deuxième racloirs (21, 22) comprend en outre une surface de raclage adjacente au bord (21a, 22a) des premier et deuxième racloirs. Les surfaces de raclage forment chacune un angle α1, a2, avec une direction radiale du premier et du deuxième cylindre (11, 12) intersectant le bord du premier et deuxième racloirs (21a, 22a) respectivement. Les angles α1, a2, sont de préférence, mais pas nécessairement, égaux entre eux, et sont généralement compris entre +0 et +90° et mesurés depuis la direction radiale dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres (11, 12) respectivement.

[0032] Des exemples d’arrangements des racloirs sont illustrés à la Figure 5. Les bords des racloirs peuvent se trouver au-dessus ou en-dessous du plan P1. Par « au-dessus » et « endessous », on entend avec l’appareil en position d’utilisation, le dessus et le dessous suivant la direction de la gravité. La position par rapport au plan P1 des bords est définie par la distance angulaire, β1, β2. L’inclinaison des racloirs par rapport au plan P1 peut aussi varier comme illustré à la Figure 6. II est important de choisir l'angle, a1, oc2, d’inclinaison des racloirs de sorte à éviter une accumulation d’amandes sous les racloirs et de permettre leur évacuation sur les côtés par gravité.

[0033] La source d’un mélange brut (30) composé d’amandes oléagineuses (32) de diamètre hydraulique moyen, Dm, et de pellicules fibreuses (31) peut provenir soit d’une étape de désolidarisation, soit d’une première étape de fractionnement, dont la fraction fibreuse contient une proportion d’amandes oléagineuses trop importante pour ne pas la valoriser. La première étape de fractionnement peut avoir été effectuée par un procédé alternatif à et moins efficace que la présente invention, ou par un procédé selon la présente invention sur un mélange brut caractérisé par une distribution de tailles des amandes trop large que pour n’effectuer le fractionnement en une étape unique. Un mélange brut provenant d’une étape de désolidarisation comprend environ entre 10%vol et 30%vol de pellicules fibreuses et environ le volume complémentaire d’amandes oléagineuses. Un mélange brut provenant de la fraction fibreuses d’une première étape de fractionnement comprend moins d’amandes, avec un volume généralement de plus de 50%vol de pellicules fibreuses, souvent entre 60 et 95%vol, le plus souvent entre 75 et 90%vol et environ un volume complémentaire en amandes oléagineuses.

[0034] Tel qu’illustré aux Figures 4&6(c), l’appareil de la présente invention comprend, également un premier et un deuxième bacs récolteurs (41, 42) positionnés pour recueillir la fraction oléagineuse séparée des surfaces externes des cylindres par le bord des racloirs et tombant par effet de gravité. Il peut comprendre également un troisième bac récolteur (40) positionné pour recueillir la fraction fibreuse tombant entre les deux cylindres par effet de gravité. Tel qu’illustré à la Figure 6(c), l’appareil peut aussi comprendre des surfaces de guidage (43) permettant d’orienter les amandes oléagineuses vers leur bac respectif (41, 42).

[0035] La surface externe des premier et deuxième cylindres doit favoriser l’adhésion des amandes oléagineuses et défavoriser l’adhésion des pellicules fibreuses. Les pellicules fibreuses n’adhèrent naturellement généralement pas à une surface. Dans ce cas, aucune précaution particulière n’est nécessaire. Cependant, certaines pellicules, ou certains procédés en amont de l'étape de fractionnement peuvent créer des charges électrostatiques dans les pellicules fibreuses. Dans ce cas, il vaut mieux utiliser des cylindres comprenant une surface externe conductrice afin de permettre l’évacuation de ces charges et le décollement des pellicules ainsi adhérée électrostatiquement aux surfaces externes.

[0036] L’adhésion des amandes à la surface externe des cylindres se fait plus naturellement que celle des pellicules fibreuses. En effet, les amandes sont déformables plastiquement ce qui permet d’augmenter l’aire de l’interface entre une amande et la surface externe d’un cylindre. Comme les amandes sont oléagineuses, un film oléagineux se forme à l’interface, améliorant le contact entre les deux surfaces. L’huile étant généralement peu adhérante, il convient de choisir une surface externe de cylindre ayant une énergie de surface élevée, afin de favoriser l’adhésion. Par exemple, une surface externe en métal, tel qu'en acier, acier inox, ou aluminium permet de combiner l’évacuation des charges électrostatiques pour défavoriser l’adhésion des pellicules, et une énergie de surface élevée, pour favoriser l’adhésion des amandes. Afin d’augmenter encore l’aire de l’interface entre une amande et la surface externe d’un cylindre, la surface externe de chacun des cylindres peut être structurée avec des structures d’une profondeur comprise entre 0.1 mm et 2.0 mm ; ou rugueuse avec une rugosité comprise entre 0.1 mm et 1.0 mm.

[0037] La présente invention concerne également un procédé de fractionnement de graines oléagineuses en un mélange brut (3) d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31) utilisant l’appareil décrit plus haut. Le procédé de la présente invention comprend les étapes suivantes.

A - fournir un laminoir (1) tel que décrit plus haut,

B - insérer par gravité un mélange brut (30) dans l’écart entre le premier et le deuxième cylindres (11, 12) en rotation autour de leur axe de révolution, X1, X2, respectif, du côté où les surfaces externes des cylindres sont en rotation convergente l’une vers l’autre, la largeur de permettant que, • les pellicules fibreuses (31) tombent par effet de gravité formant une fraction fibreuse (51), et • les amandes oléagineuses (32) soient déformées et adhèrent aux surfaces externes du premier et second cylindres (11, 12) et soient emportées par la rotation de ceux-ci jusqu’à atteindre le bord (21a, 22a) des premier et deuxième racloirs (21, 22) correspondants où elles sont séparées des surfaces externes et recueillies séparément pour former une fraction oléagineuse (52).

[0038] Le bon déroulement du procédé requiert une sélection judicieuse de paramètres tels que le débit d’alimentation du mélange brut par gravité dans le laminoir, la vitesse de rotation des cylindres, l’état de surface de la surface externe des cylindres et la valeur optimale de la largeur de l’écart, de. Comme la largeur de l’écart, de, discutée plus haut, les autres paramètres dépendent du type de graines dont est issu le mélange brut, de la concentration en amandes dans le mélange brut, les dimensions du laminoir, ainsi que la nature et configuration des surfaces externes (matériau, état de surface, traitement de surface, etc.). Un homme du métier peut facilement optimiser ces quelques paramètres selon les conditions d’utilisation. En règle générale, la vitesse de rotation des cylindres peut être comprise entre 100 et 1500 tours par minute, de préférence entre 800 et 1300 tours par minute. Le débit d’alimentation du mélange brut dépend de la vitesse de rotation mais est généralement comprise entre 0.5 et 10 kg / h, de préférence entre 1 et 5 kg / h.

[0039] L’appareil et le procédé de la présente invention permettent de récolter une fraction très riche en amandes dépelliculées et très pauvre en pellicules fibreuse. Par fraction très riche en amandes dépelliculées, on entend comprenant une fraction d’au moins 90%vol, de préférence d’au moins 92%vol d’amandes dépelliculées. Contrairement à des techniques de fractionnement utilisant des souffleries, le présent procédé ne génère pratiquement pas de poussières, et cellesci peuvent être confinées très facilement.

Etapes supplémentaires [0040] Le mélange brut composé d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses utilisé dans l’appareil ou le procédé de l’invention peut provenir directement d’une étape de désolidarisation. Dans ce cas, le mélange brut comprend en général une proportion de 10%vol à 30%vol en pellicules fibreuses, de préférence 15%vol à 25%vol. Comme illustré à la Figure 6(a), le choix de la largeur, de, de l’écart entre les cylindres détermine la taille des amandes qui se retrouvera dans la fraction fibreuse (51) (voir aire grisée de la Figure 6(a)). Plus de est grand, plus la concentration en amandes présentes dans la fraction fibreuse sera importante. La largeur, de, est toutefois limitée par le risque d’écraser les amandes les plus grosses, ce qui enduirait les surfaces des cylindres d’huile, adhérant ainsi aussi les pellicules fibreuses. Selon l’étendue de la distribution de tailles des amandes, il se peut donc qu’on doive choisir une valeur de de qui ne fractionnerait pas une concentration substantielle d’amandes. Dans ce cas, une seconde opération de fractionnement peut être nécessaire. Une seconde étape de fractionnement peut aussi être nécessaire si un procédé de fractionnement moins performant a été utilisé.

[0041] De plus, certaines utilisations industrielles de fractions oléagineuses (52) peuvent exiger une extrême grande pureté. II se peut que le procédé de fractionnement de la présente invention suive une première étape de fractionnement effectuée selon les méthodes connues ou soit celle de la présente invention répétée une ou plusieurs fois.

[0042] Dans ce cas, le mélange brut (30) utilisé est la fraction fibreuse (51) pauvre en amandes et riche en pellicules fibreuses provenant d’une première étape de fractionnement (effectuée ou pas selon l’invention). Le mélange brut comprend alors en général plus de 50%vol de pellicules, souvent plus de 65%vol de pellicules, idéalement entre 75 et 90%vol de pellicules. Comme illustré dans la Figure 6(b)&(c), une première étape de fractionnement selon l’invention est effectuée avec une première largeur d’écart, dc1, laissant passer les amandes plus petites que de avec les pellicules fibreuses et se retrouvant ainsi dans la fraction fibreuse (51 ). Afin de valoriser la fraction fibreuse (51) celle-ci est passée dans un second appareil selon l’invention ayant une largeur d’écart, dc2 < dc1, afin de retenir une grande partie des amandes de tailles supérieures à dc2 (voir zone gris foncé de la Figure 2(b).

Exemple [0043] Un procédé de fractionnement selon l’invention a été effectué sur un mélange brut à base de graines de colza. Les caractéristiques du mélange brut et appareil utilisés sont listées dans le Tableau 1a. La concentration en amandes (32) dans la fraction oléagineuse (52) et la concentration en pellicules fibreuses (31) dans la fraction fibreuse (51) obtenues pour différentes valeurs des débits d’alimentation en mélange brut, vitesse de rotation des cylindres, et la largeur de l’écart sont présentés dans le Tableau 1b.

[0044] On peut voir dans le Tableau 1, qu’une vitesse de rotation élevée semble augmenter l’efficacité du procédé de fractionnement. La vitesse de rotation des cylindres est donc de préférence supérieure à 700 tours par minute (= tpm), de manière plus préférée, au moins 800 tpm, et de manière idéale au moins 1000 tpm. L’effet de la valeur de la largeur, de, de l’écart tel que discuté plus haut apparaît clairement dans les Exemples 4 et 5, dans lesquels la fraction oléagineuse obtenue avec une largeur, de = 0.2 mm, comprend un volume d’amandes comparable aux Exemples effectués avec une largeur, de = 1 mm, mais avec une fraction fibreuse beaucoup plus riche en amandes que pour les Exemples effectués avec une largeur, de = 1 mm. Avec 28%vol d’amandes dans la fraction fibreuse de l’Exemple 4, il peut valoir la 5 peine de faire une seconde opération de fractionnement de la fraction fibreuse (51) avec une largeur, dc2 < 0.2 mm, telle que représentée à la Figure 6(b)&(c),

Tableau 1a

APPAREIL & MELANGE BRUT \|
Mélange brut (30)
Proportion en poids amandes fibreuses	/ pellicules	49.2 / 50.8
Graines oléagineuses originales	colza
Dm [mm]	1.6

Laminoir
R1, R2 [mm]	32
L1, L2 [mm]	200
Matériau de la surface externe	acier
Angle entre racloir et direction radiale, α1, a2 [deg]	80°
Distance angulaire, (31, [32 [deg]	-45°
Tableau 1b
PARAMETRES & RESULTATS	Exemple 1	Exemple 2	Exemple 3	Exemple 4	Exemple 5
Débit d’alimentation [kg / h]	0.59	3.62	2.43	1.29	1.05
Vitesse de rotation des cylindres (11, 12) [tpm]	900	1200	1200	850	393
Largeur de l’écart, de [mm]	0.1	0.1	0.1	0.2	0.2
[Amandes] dans fraction oléagin. (52), [%vol]	94%	93%	94%	93%	93%
[pellicules] dans fraction fibreuse. (51) [%vol]	96%	94%	96%	72%	89%

[amandes] = concentration en amandes [pellicules] = concentration en pellicules

REF	CARACTERISTIQUE
1	Laminoir
11	Premier cylindre circulaire rotatif
12	Deuxième cylindre circulaire rotatif
21	Premier racloir
21a	Bord du premier racloir adjacent à la surface externe du premier cylindre
22	Deuxième racloir
22a	Bord du deuxième racloir adjacent à la surface externe du premier cylindre
30	Mélange brut composé d'amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses
31	Pellicules fibreuses
32	Amandes oléagineuses
40	Bac récolteur de la fraction fibreuse
41	Premier bac récolteur de la fraction oléagineuse
42	Deuxième bac récolteur de la fraction oléagineuse
43	Surface de guidage de la fraction oléagineuse
51	Fraction oléagineuse
52	Fraction fibreuse
a1	Angle formé entre la surface de raclage avec une direction radiale du premier cylindre intersectant le bord du premier racloir et mesuré depuis la direction radiale dans le sens de rotation du premier cylindre.
a2	Angle formé entre la surface de raclage avec une direction radiale du deuxième cylindre intersectant le bord du deuxième racloir et mesuré depuis la direction radiale dans le sens de rotation du deuxième cylindre.
β1	Distance angulaire entre la surface de raclage au bord du premier racloir et mesurée dans le sens de rotation du premier cylindre par rapport au plan P1 définissant l’angle 0°
β2	Distance angulaire entre la surface de raclage au bord du deuxième racloir et mesurée dans le sens de rotation du deuxième cylindre par rapport au plan P1 définissant l’angle 0°
P1	Plan formé par les axes X1 et X2
P2	Plan médian normal à P1, situé à mi-distance et parallèle aux axes de révolutions X1 et X2
R1	Rayon du premier cylindre circulaire rotatif
R2	Rayon du deuxième cylindre circulaire rotatif
X1	Axe de révolution du premier cylindre circulaire rotatif
X2	Axe de révolution du deuxième cylindre circulaire rotatif

/é

Claims

REVENDICATIONS

1. Un appareil de fractionnement d'un mélange brut (30) composé d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31), l’appareil de fractionnement comprenant :

A - un laminoir (1) comprenant :

(i) un premier cylindre circulaire rotatif (11 ) de rayon R1, comprenant :

- une surface externe ;

- un axe de révolution, X1 ;

- une longueur, L1, mesurée parallèle à l’axe de révolution X1 ;

(ii) un deuxième cylindre circulaire rotatif (12) de rayon R2, comprenant :

- une surface externe ;

- un axe de révolution, X2 ;

- une longueur, L2, mesurée parallèle à l’axe de révolution X2 ;

le premier (11) et deuxième (12) cylindres étant agencés de sorte que :

1. les axes de révolution, X1, X2, sont parallèles l’un par rapport à l’autre et appartiennent à un plan P1 ;
2. un plan médian P2 normal à P1 est situé à mi-distance et parallèle aux axes de révolution X1, X2 ;
3. les deux cylindres ont des sens de rotation opposés, les surfaces externes du premier et deuxième cylindres sont séparées par un écart d’une largeur, de, mesurée dans le plan P1, normal au plan médian, P2 ;

(iii) un premier (21) et deuxième (22) racloirs comprenant chacun un bord (21a, 22a) respectivement adjacent à la surface externe du premier (11) et deuxième (12) cylindres sur au moins 50 % de la longueur de ces derniers, chaque bord (21a, 22a) étant séparé du plan médian P2 d’une distance au moins égale au rayon R1, R2 du cylindre correspondant, ladite distance étant mesurée normale au plan médian, P2 ;

B - une source d’un mélange brut (30) composé d’amandes oléagineuses (32) de diamètre hydraulique moyen, Dm, et de pellicules fibreuses (31), apte à alimenter le laminoir (1)

Caractérisé en ce que la largeur, de, de l’écart entre les deux cylindres est 0.5 à 1.2 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.5 Dm-1.2 Dm), de préférence l’écart entre les deux cylindres, de, est 0.6 à 0.9 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.6 Dm-0.9 Dm), idéalement l’écart entre les deux cylindres de est 0.7 à 0.8 fois le diamètre moyen, Dm, de l’amande oléagineuse (de = 0.7 Dm-0.8 Dm).

ΛΊ

2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les bords des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) respectivement adjacents à la surface externe du premier et deuxième cylindres (11, 12) s’étend sur au moins 75 % de la longueur des cylindres, de préférence au moins 90 %, idéalement 100 %.

3. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le laminoir (1) comprend, en outre, un premier et un deuxième bacs récolteurs (41 et 42) positionnés pour recueillir la fraction oléagineuse (51) séparée des surfaces externes des premier et deuxième cylindres (11 et 12) par le bord des premier et deuxième racloirs (21a et 22a) et tombant par effet de gravité.
4. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le laminoir (1) comprend, en outre, un troisième bac récolteur (40) positionné pour recueillir la fraction fibreuse (52) tombant par effet de gravité.
5. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bord des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) respectivement adjacents à la surface externe du premier et deuxième cylindres (11,12) sont séparés de cette surface externe d’une distance dr comprise entre 0 et 0.8 mm, de préférence entre 0.2 et 0.5 mm.
6. Appareil selon la revendication précédente 5, dans lequel les bords des premier et deuxième racloirs (21a, 22a) sont rectilignes ou courbes et sont positionnées de telle manière à maintenir la distance dr constante.
7. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface externe de chacun des cylindres est structurée, ou rugueuse.
8. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun des premier et deuxième racloirs (21, 22) comprend une surface de raclage adjacente au bord (21a, 22a) des premier et deuxième racloirs, les surfaces de raclage forment chacune un angle cri, a2, avec une direction radiale du premier et du deuxième cylindre (11, 12) intersectant le bord du premier et deuxième racloirs (21a, 22a) respectivement, les angles α1, a2, étant compris entre +0 et -*-90° et mesurés depuis la direction radiale dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres (11 et 12) respectivement.

A?
9. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun des premier et deuxième racloirs (21, 22) comprend une surface de raclage adjacente au bord (21a et 22a) des premier et deuxième racloirs, les surfaces de raclage sont respectivement positionnées à une distance angulaire, β1, β2, mesurée dans le sens de rotation du premier et du deuxième cylindres et comprise entre -90° et +45° par rapport au plan P1 définissant l’angle 0°.
10. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mélange brut (30) proviennent de graines oléagineuses choisies parmi : colza, crucifères, tournesol, carthame, Jatropha curcas, coton, chanvre et/ou lin, de préférence de graines de colza.
11. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source (3) de mélange brut (30) comprend :

(c) Le produit d’une étape de désolidarisation de graines oléagineuses en un mélange brut (30) d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31); ou (d) une fraction fibreuse (30) pauvre en amandes et riche en pellicules fibreuses provenant d’une étape de fractionnement d’un mélange d’amandes oléagineuses et de pellicules fibreuses
12. Appareil selon la revendication 11 dans lequel le mélange brut (30) comprend :

(c) entre 10%vol et 30%vol de pellicules fibreuses, ou (d) plus de 50%vol de pellicules, de préférence plus de 65%vol de pellicules, idéalement entre 75%vol et 90%vol de pellicules.
13. Un procédé de fractionnement de graines oléagineuses en un mélange brut (3) d’amandes oléagineuses (32) et de pellicules fibreuses (31); ce procédé comprenant les étapes suivantes

A - fournir un laminoir (1) tel que défini dans la revendication 1 (A) ou dans une quelconque des revendications 2 à 12,

B - insérer par gravité le mélange brut (30) dans l’écart entre le premier et le deuxième cylindres (11 et 12) en rotation autour de leur axe de révolution, X1, X2, respectif, du côté où les surfaces externes des cylindres sont en rotation convergente l’une vers l’autre, la largeur de permettant de déformer les amandes oléagineuses (32), afin que, • les pellicules fibreuses (31) tombent par effet de gravité formant une fraction fibreuse (52), et • les amandes oléagineuses (32) adhèrent aux surfaces externes du premier et second cylindres (11 et 12) et sont emportées par la rotation de ceux-ci jusqu’à /19 atteindre le bord (21a et 22a) des premier et deuxième racloirs (21 et 22) correspondant où elles sont séparées des surfaces externes et recueillies séparément pour former une fraction oléagineuse (51).