FR3137851A1

FR3137851A1 - Moulin pour la transformation de grains de céréales et légumineux

Info

Publication number: FR3137851A1
Application number: FR2207263A
Authority: FR
Inventors: Manuel Garcia
Original assignee: Moulins dAlmapro
Current assignee: Moulins dAlmapro
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2024-01-19
Also published as: WO2024013169A1

Abstract

L’invention porte sur un moulin (1), comportant :-Une première meule (2) statique et une deuxième meule (3) montée à rotation autour d’un premier axe (11) et comportant des première et deuxième surfaces de butée (51, 52) superposées ;-un dispositif de réglage (7) de l’écartement entre les meules ;-Un arbre d'entraînement (4) de la deuxième meule (3) en rotation et comportant une extrémité arrondie (41) en contact avec la première surface de butée (51), l’arbre (4) étant monté coulissant par rapport à un support (70) ; -Une bride (54) solidaire de l’arbre (4) et interférant avec la deuxième surface de butée (52) pour brider une translation de la deuxième meule (3) par rapport à l’arbre (4) ;-Un ressort (6) interposé entre le support (70) et l’arbre (4) pour le solliciter par l’arbre (4) avec un effort croissant lorsque la bride (54) est sollicitée pour écarter les meules. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Moulin pour la transformation de grains de céréales et légumineux

La présente invention se rapporte au domaine des moulins employés pour la transformation de grains de céréales et légumineux en farine. Ces moulins utilisent des meules pour moudre les grains.

En vue de fabriquer de la farine à une échelle plus locale, des moulins d'encombrement réduits ont été développés, permettant à un artisan de réaliser lui-même sa farine à partir de grains de céréales.

Comme décrit dans la demande de brevet FR2736530A1, un moulin de ce type comporte une meule statique ou dormante et une meule rotative. La meule rotative est entraînée en rotation sur elle-même par un moteur. En règle générale, la meule rotative comporte un passage central traversant, alimenté en grains par un entonnoir. Les grains sont versés dans l'entonnoir, traversent le passage central et viennent s'intercaler dans un espace présent entre la meule rotative et la meule statique. L'écartement entre les deux meules, formant ledit espace, est réglé de sorte que les grains se trouvent pris en friction entre les deux meules. Les grains se déplacent vers la périphérie des meules et sont progressivement écrasés, permettant ainsi de séparer l'enveloppe de la graine de l'amande et du germe, et ainsi être transformés en farine. La farine obtenue est évacuée en périphérie de la meule statique.

Pour fabriquer une farine disposant de qualités nutritives optimales et pour éventuellement intégrer la fabrication de la farine dans un processus de transformation alimentaire reproductible, il est important de contrôler le processus de mouture. En effet, lors la mouture, il est connu que des pressions mécaniques excessives entraînent une augmentation de la température au niveau des meules, susceptible de dégrader la structure des amidons dans la farine produite, de favoriser l’endommagement des amidons et de les rendre plus sensibles à la température. La brutalité du processus mécanique de mouture ainsi que le débit du grain apporté en entrée jouent également un rôle dans les qualités nutritives de la farine obtenue. Des variations dans le processus de mouture font varier les propriétés de l'amidon de la farine sur un même cycle de fabrication, ce qui rend plus difficile une bonne utilisation de la farine, par exemple pour fabriquer du pain avec les bons paramètres de levée de pâte et de temps de cuisson. Si la farine ne dispose pas de qualités constantes au cours du temps, l'artisan devra sans cesse adapter ses paramètres de fabrication.

Comme indiqué ci-dessus, l'un des paramètres à régler concerne l'écartement entre les deux meules du moulin, définissant l'espace dans lequel les grains sont pris entre les deux meules. Il s'agit en effet d'écraser les grains de manière adaptée pour bien séparer le son du reste de la graine, sans dégrader les amidons en vue de maintenir les qualités nutritives de la farine obtenue en sortie.

La demande de brevet FR2736530A1 citée ci-dessus décrit un système de réglage de l'écartement entre les deux meules du moulin. Ce système est basé sur un mécanisme de cric utilisant un vérin à vis dont la manipulation permet de faire monter ou descendre la meule rotative par rapport à la meule fixe. Le principe de fonctionnement de ce système antérieur nécessite de placer le mécanisme dans l'axe de l'arbre d'entraînement, augmentant ainsi l'encombrement en hauteur du moulin, obligeant le système à porter l'ensemble de l'arbre d'entraînement et de la meule et fragilisant ainsi la structure le long de l'arbre.

Par ailleurs, des moulins ont été distribués, dans lesquels la meule rotative est montée coulissante verticalement sur l’arbre d’entrainement. On a constaté que pour des meules rotatives de diamètre inférieur à 600mm, le poids propre de la meule rotative s’avérait insuffisant pour garantir une bonne séparation entre le son et la graine.

L’invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. Le but de l'invention est donc de proposer un moulin permettant de bien séparer le son de la graine sans aboutir à un écrasement excessif, en conservant un encombrement en hauteur limité, et sans faire appel à des mécanismes de pression venant surplomber la meule rotative.

L’invention porte ainsi sur un moulin pour la transformation de grains de céréales et légumineux, comportant :
-une première meule et une deuxième meule, positionnées l'une au-dessus de l'autre, et présentant deux faces sensiblement parallèles en vis-à-vis écartées l'une de l'autre pour définir un espace pour recevoir des grains à moudre, la première meule étant statique et la deuxième meule étant montée à rotation autour d’un premier axe, la deuxième meule comportant des première et deuxième surfaces de butée superposées et ceinturant le premier axe ;
-un dispositif de réglage de l’écartement entre les première et deuxième meules susceptible de déplacer la première ou la deuxième meule selon une direction parallèle au premier axe ;
-Un support ;
-Un arbre d'entraînement monté à rotation par rapport au support autour du premier axe et susceptible d’entraîner la deuxième meule en rotation autour du premier axe, l’arbre d’entrainement comportant une extrémité arrondie en contact avec la première surface de butée, l’arbre d’entrainement étant monté coulissant selon le premier axe par rapport au support ;
-Une bride solidaire de l’arbre d’entrainement, positionnée au niveau du premier axe et interférant avec la deuxième surface de butée pour brider une translation de la deuxième meule par rapport à l’arbre selon le premier axe ;
-Un ressort interposé entre le support et l’arbre d’entrainement de sorte que ce ressort est sollicité par l’arbre d’entrainement avec un effort croissant lorsque la bride est sollicitée de façon à écarter la deuxième meule de la première meule.

L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.

Selon une variante, le moulin comprend un châssis, le dispositif de réglage de l’écartement comportant un organe configuré pour déplacer le support par rapport au châssis selon une direction parallèle au premier axe.

Selon encore une variante, ledit organe inclut un actionneur sollicitant ledit support en translation selon un deuxième axe parallèle au premier axe et non confondu avec ce premier axe.

Selon une autre variante, l'actionneur est un vérin.

Selon encore une autre variante, ledit arbre est monté à rotation par rapport à la première meule support par l’intermédiaire d’un manchon à billes.

Selon une variante, l'arbre d'entraînement traverse la première meule par un passage axial et coopère par son extrémité supérieure avec la deuxième meule située au-dessus de la première meule, par l'intermédiaire d'une anille encastrée dans ladite deuxième meule.

Selon encore une variante, les première et deuxième surfaces de butée sont ménagées dans un composant de l’anille surplombant l’arbre d’entrainement.

Selon une autre variante, ledit ressort est précontraint au repos avec un effort supérieur au poids de la deuxième meule.

Selon encore une autre variante, ledit ressort est comprimé entre un épaulement de l’arbre d’entrainement et une butée à billes, la butée à billes présentant un anneau en contact avec une face inférieure du support et un anneau en contact avec le ressort et permettant un coulissement de l’arbre selon le premier axe.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

représente, vu de l'extérieur, un moulin conforme à l'invention ;

représente, vue assemblée, l'architecture interne du moulin de l'invention ;

représente une vue de détail de l'architecture interne du moulin de l'invention ;

représente une autre vue de détail de l'architecture interne du moulin de l'invention ;

représente une autre vue de détail de l'architecture interne du moulin de l'invention.

En référence à la , un moulin 1 employé pour la transformation de grains de céréales comporte un châssis 19 posé sur le sol, ce châssis 19 pouvant être recouvert d'un carter. Le moulin 1 comporte un entonnoir 18 dans lequel le grain ou les légumineux sont introduits. Le moulin 1 comporte un capotage 12 à l’intérieur duquel se trouvent une meule statique et une meule rotative.

En référence à la , le châssis 19 du moulin 1 supporte une première meule statique 2 et une deuxième meule rotative 3. Les meules 2 et 3 sont positionnées l’une au-dessus de l’autre. Les meules 2 et 3 comportent des faces parallèles en vis-à-vis et écartées pour définir un espace 10. Cet espace 10 est destiné à recevoir le grain à moudre. Cet espace 10 est en communication avec un passage central de la meule rotative 3.

La meule statique 2 est fixe par rapport au châssis 19. La deuxième meule 3 est montée à rotation par rapport à la première meule statique 2 autour d’un premier axe 11. De manière non limitative, la meule rotative 3 est positionnée au-dessus de la meule statique 2. De manière connue, chaque meule 2, 3 est formée d'un disque, habituellement en pierre. D'autres matériaux pourraient être envisagés.

En référence à la , les deux meules 2, 3 sont écartées l'une de l'autre, d'une distance non nulle permettant de créer un espace suffisant entre les deux meules 2, 3 et adapté pour obtenir la friction des grains entre ces deux meules. On verra ci-après que le moulin 1 dispose d’un dispositif de réglage 7 de l'écartement entre les deux meules 2 et 3, susceptible de déplacer l’une de ces meules selon une direction parallèle au premier axe 11. Le moulin 1 comporte également un support 70.

Suivant cet axe 11, le moulin 1 comporte également un arbre d'entraînement 4 destiné à entraîner la meule 3 en rotation sur elle-même autour du premier axe 11. L’arbre d’entrainement 4 est monté à rotation par rapport au support 70 autour du premier axe 11.

Le moulin 1 comporte un motoréducteur 8 comprenant une sortie sur laquelle est associée un arbre d’accouplement 81. Une extrémité basse 43 de l’arbre d’entrainement 4 est accouplée à l’arbre d’accouplement 81. L’arbre d’entrainement 4 est monté coulissant par rapport à l’arbre d’accouplement 81 selon une direction parallèle au premier axe 11. A cette extrémité basse 43, l'arbre d'entraînement 4 comporte par exemple des cannelures ou formes équivalentes lui permettant de s'engrener sur l’arbre d’accouplement 81 du motoréducteur 8.

En référence à la , l'arbre d'entraînement 4 traverse la meule statique 2 via un passage axial. Un manchon à billes 20 peut être fixé à la meule statique via une pièce de liaison 21 encastrée dans la meule statique 2 pour guider l'arbre d'entraînement 4 en rotation autour de son axe. Ainsi, le moulin 1 comporte avantageusement des moyens de roulement encastrés dans la première meule 2 au niveau de son passage axial et traversés par ledit arbre d'entraînement 4.

A son deuxième extrémité supérieure, l'arbre d'entraînement 4 est accouplé en rotation avec la meule 3, pour l’entrainer en rotation autour de l’axe 11. La meule 3 comporte ici une anille 5. L’anille 5 traverse ici l’ouverture axiale de la meule 3 de part en part et est montée encastrée avec le reste de la meule 3. L'arbre d'entraînement 4 comporte ici des formes d'entraînement (par exemple un ou plusieurs méplats) coopérant avec des formes complémentaires de l'anille 5 pour assurer la transmission du mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement 4 à la meule rotative 3. L'arbre d'entraînement 4 transmet ainsi le mouvement de rotation généré en sortie du motoréducteur 8 à la meule rotative 3.

Le grain à moudre est injecté dans le moulin par l’entonnoir 18 agencé au-dessus de la meule rotative 3, puis se déverse dans l’espace 10 après avoir traversé l’ouverture axiale de la meule 3. L'anille 5 peut être dotée de flancs inclinés permettant aux grains de se déverser et de se répartir sur toute la surface transversale de support de la meule statique 2.

La farine obtenue en sortie est par exemple évacuée de façon connue en soi par une goulotte radiale. Un tamis peut être employé en sortie pour séparer la farine obtenue des enveloppes de grains.

Comme indiqué ci-dessus, selon l'invention, le moulin 1 comporte un dispositif de réglage 7 de l'écartement entre les deux meules 2 et 3. Ce dispositif de réglage 7 comporte ici un système d'entraînement réalisé sous la forme d'un dispositif élévateur.

Le dispositif de réglage 7 est positionné le long de l'arbre d'entraînement 4, entre ses deux extrémités et coopère avec l'arbre d'entraînement 4 pour pouvoir l'élever en translation. L’élévation en translation de l’arbre 4 soulève également la meule rotative 3 et règle ainsi l'écartement par rapport à la meule statique 2.

Le dispositif de réglage 7 est monté sur le châssis 19 et comporte le support 70 par exemple formé d'une plaque orientée transversalement à l'arbre d'entraînement 4. L’arbre d’entrainement 4 est monté coulissant selon le premier axe 11 par rapport au support 70.

Comme illustré à la , le support 70 comporte ici un trou traversé par l'arbre d'entraînement 4. L’arbre d’entrainement 4 comporte un épaulement 42 au niveau de son extrémité inférieure 43. Une butée à billes 44 est interposée entre le support 70 et l’épaulement 42, au-dessus de l’épaulement 42. La butée à bille 44 comporte un anneau plaqué contre une face inférieure du support 70, et un autre anneau pouvant coulisser par rapport à l’arbre 4. Le support 70 est interposé entre la butée à billes 44 et une autre butée à billes 45. La butée à billes 45 comporte un anneau plaqué contre une face supérieure du support 70, et un autre anneau solidaire de l’arbre 4 (ici bridé en translation selon l’axe 11 par l’intermédiaire d’un roulement à billes monté sur l’arbre 4).

L’arbre d’entrainement 4 comporte une extrémité supérieure arrondie 41. Cette extrémité supérieure 41 est en contact avec une première surface de butée 51. La première surface de butée 51 est formée par une surface inférieure d’un composant 53 de l’anille 5. Ainsi, la meule 3 peut pivoter légèrement selon des axes perpendiculaires à l’axe 11, pour s’adapter à des quantités variables de grains ou des défauts de planéité des meules 2 et 3.

Une bride 54 est solidaire de l’arbre d’entrainement 4. La bride 54 est positionnée au niveau du premier axe 11. La bride 54 interfère avec une deuxième surface de butée 52 pour brider une translation de la deuxième meule 3 par rapport à l’arbre 4 selon le premier axe. Ainsi, si la deuxième meule 3 subit un mouvement vers le haut (par exemple du fait d’une quantité de grains plus importante dans l’espace 10), elle entraine l’arbre 4 en translation vers le haut. La bride 54 est ici constituée d’une vis 54 vissée dans l’extrémité supérieure de l’arbre 4. La tête de la vis 54 fait office de bride pour interférer avec le composant 53 en cas de translation selon l’axe 11. Le composant 53 peut comporter un alésage pour permettre le passage du corps de la vis 54, avec suffisamment de jeu pour permettre un léger pivotement entre la vis 54 et ce composant 53 autour d’axes perpendiculaires à l’axe 11.

Un ressort de compression 6 est disposé autour de l’arbre 4, interposé entre la butée à billes 44 et l’épaulement 42. Au repos, le ressort 6 est précontraint. La précontrainte peut par exemple correspondre à une ou plusieurs fois le poids de la meule 3. Le ressort 6 rappelle ainsi l’arbre 4 vers le bas par rapport au support 70, et la butée à bille 45 est alors au contact du support 70. Ainsi, le ressort 6 est sollicité par l’arbre d’entrainement 4 avec un effort croissant lorsque la bride 54 est sollicitée de façon à écarter la deuxième meule 3 de la première meule 2.

Ce système s’avère particulièrement intéressant avec une meule 3 de dimension réduite (typiquement d’un diamètre inférieur à 900 mm, par exemple une meule 3 d’un diamètre de 700 mm, de 500mm ou encore de 300mm) et d’un poids contenu. Il n’est ainsi pas indispensable de disposer d’une meule 3 très lourde pour garantir un écartement assez régulier entre les meules 2 et 3. En effet, si une quantité importante de grains a tendance à écarter les meules 2 et 3 l’une de l’autre, le ressort 6 permet à la fois de relever la meule 3 pour éviter un effort d’écrasement excessif, tout en appliquant un effort croissant et donc suffisamment important pour moudre le grain lors d’une variation d’écartement. L’accroissement de l’écartement entre les meules 2 et 3 est ainsi amorti de façon croissante sans pour autant nécessiter d’accroître le poids de la meule 3. Une telle configuration s’avère en outre avantageuse, puisqu’elle est intégrée à proximité de l’axe de l’arbre 4, ce qui évite de placer un mécanisme extérieur au capotage 12 pour réaliser un tel amortissement. La compacité et l’accessibilité du moulin 1 sont ainsi améliorées.

Le dispositif de réglage 7 comporte avantageusement également un actionneur, par exemple formé d'un vérin à vis, sur lequel est monté ledit support 70. L'actionneur est typiquement déporté par rapport à l'axe 11 de l'arbre d'entraînement 4. L'actionneur est avantageusement commandé pour appliquer une force de translation sur le support 70 suivant un deuxième axe 12 parallèle audit premier axe 11 et non confondu avec ce premier axe.

Le dispositif élévateur 7 comporte avantageusement une unité de pilotage dudit actionneur, comportant par exemple un moteur électrique. De manière non limitative, ce moteur peut être de type sans balais ("Brushless"). L'unité de pilotage peut comporter un volant de commande (non représenté) accessible de l'extérieur du châssis 19, permettant de commander le moteur par palier, et ainsi de régler l'écartement entre les deux meules 2 et 3 par commande de l'actionneur du dispositif élévateur 7.

La rotation du volant de commande, par exemple d'un quart de tour dans un premier sens de rotation, active l'actionneur qui entraîne le support 70 vers le haut. Chaque palier de rotation du volant de commande peut avantageusement correspondre à une distance donnée d'écartement de la meule rotative 3 par rapport à la meule statique 2. Si le volant de commande est tourné dans le sens inverse, le support 70 est descendu, et sous le poids de la meule rotative 3 et donc par gravité, l'arbre d'entraînement 4 portant la meule rotative accompagne cette descente du support 70.

La configuration de la meule 1 permet de déporter la commande du dispositif de réglage 7 sur le côté et de ne pas accroître l'encombrement en hauteur du moulin 1. De plus, en positionnant le support 70 du dispositif de réglage 7 le long de l'arbre d'entraînement 4 et non à son extrémité, on renforce la rigidité de la structure d'entraînement. De plus, en déportant le dispositif de réglage 7 et en séparant l’entrainement en rotation de la meule rotative 3 entre la sortie du motoréducteur 8 et l’arbre d'entraînement 4, la sortie du motoréducteur n’a pas à supporter le poids de la meule 3 et de l’arbre d'entraînement 4.

Claims

Moulin (1) pour la transformation de grains de céréales et légumineux, caractérisé en ce qu’il comprend :
-Une première meule (2) et une deuxième meule (3), positionnées l'une au-dessus de l'autre, et présentant deux faces sensiblement parallèles en vis-à-vis écartées l'une de l'autre pour définir un espace (10) pour recevoir des grains à moudre, la première meule (2) étant statique et la deuxième meule (3) étant montée à rotation autour d’un premier axe (11), la deuxième meule (3) comportant des première et deuxième surfaces de butée (51, 52) superposées et ceinturant le premier axe (11) ;
-un dispositif de réglage (7) de l’écartement entre les première et deuxième meules susceptible de déplacer la première ou la deuxième meule selon une direction parallèle au premier axe ;
-Un support (70) ;
-Un arbre d'entraînement (4) monté à rotation par rapport au support (70) autour du premier axe (11) et susceptible d’entraîner la deuxième meule (3) en rotation autour du premier axe (11), l’arbre d’entrainement (4) comportant une extrémité arrondie (41) en contact avec la première surface de butée (51), l’arbre d’entrainement (4) étant monté coulissant selon le premier axe par rapport au support (70) ;
-Une bride (54) solidaire de l’arbre d’entrainement (4), positionnée au niveau du premier axe (11) et interférant avec la deuxième surface de butée (52) pour brider une translation de la deuxième meule (3) par rapport à l’arbre (4) selon le premier axe ;
-Un ressort (6) interposé entre le support (70) et l’arbre d’entrainement (4) de sorte que ce ressort est sollicité par l’arbre d’entrainement (4) avec un effort croissant lorsque la bride (54) est sollicitée de façon à écarter la deuxième meule (3) de la première meule (2).
Moulin (1) selon la revendication 1, comprenant un châssis (19), le dispositif de réglage (7) de l’écartement comportant un organe configuré pour déplacer le support (70) par rapport au châssis (19) selon une direction parallèle au premier axe (11).
Moulin (1) selon la revendication 2, dans lequel ledit organe inclut un actionneur sollicitant ledit support en translation selon un deuxième axe (12) parallèle au premier axe (11) et non confondu avec ce premier axe.
Moulin selon la revendication 3, dans lequel l'actionneur est un vérin.
Moulin (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit arbre (4) est monté à rotation par rapport à la première meule (2) support par l’intermédiaire d’un manchon à billes (20).
Moulin (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre d'entraînement (4) traverse la première meule (2) par un passage axial et coopère par son extrémité supérieure (41) avec la deuxième meule (3) située au-dessus de la première meule, par l'intermédiaire d'une anille (5) encastrée dans ladite deuxième meule (3).
Moulin (1) selon la revendication 6, dans lequel les première et deuxième surfaces de butée (51, 52) sont ménagées dans un composant (53) de l’anille (5) surplombant l’arbre d’entrainement (4).
Moulin (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit ressort (6) est précontraint au repos avec un effort supérieur au poids de la deuxième meule (3).
Moulin (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit ressort (6) est comprimé entre un épaulement (42) de l’arbre d’entrainement (4) et une butée à billes (44), la butée à billes (44) présentant un anneau en contact avec une face inférieure du support (70) et un anneau en contact avec le ressort (6) et permettant un coulissement de l’arbre (6) selon le premier axe (11).