FR2817501A1 - Procede et installation de fabrication en continu d'un produit de calage expanse en matiere biodegradable - Google Patents

Procede et installation de fabrication en continu d'un produit de calage expanse en matiere biodegradable Download PDF

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'un produit de calage expansé en matière biodégradable obtenu par un tel procédé.

Description

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La présente invention concerne un procédé et une installation de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, comme par exemple un produit de calage destiné à l'emballage.
L'invention concerne également un produit de calage expansé en matière biodégradable obtenu par un tel procédé.
Dans le domaine de l'emballage, de nombreux produits de calage sont utilisés par exemple pour maintenir et protéger des objets dans des caisses et ces produits se présentent sous la forme de rondelles ou chips en forme de S ou de huit ou sous la forme de petits cylindres.
Généralement, ce type de produits est réalisé en polystyrène expansé, c'est à dire en un matériau non biodégradable ce qui présente des in-
Figure img00010002

convénients majeurs pour l'environnement.
En effet, ces produits induisent une pollution visuelle non négli- geable puisque le polystyrène expansé n'est pas du tout assimilé par l'environnement et ce polystyrène expansé est issu de la pétrochimie donc d'une énergie non renouvelable.
Pour éviter ces inconvénients, on connaît des procédés de fabrication de produits de calage biodégradables obtenus à partir de végétaux.
Le brevet US-A-5 153 037 décrit un produit expansé biodégradable élaboré à partir d'une farine modifiée contenant au moins 40% en poids d'amylose et au moins 2% en poids d'un sel inorganique soluble dans l'eau. Cette farine est modifiée par l'ajout de 10% d'oxyde de propylène et de 2% d'un sel métallique. Le mélange est extrudé à une température comprise entre 150 et 250oC et présente un taux de 21% d'humidité totale.
Les farines utilisées dans ce procédé nécessitent une transformation par exemple par estérification, éthérification, oxydation ou hydrolyse acide et, en plus, l'incorporation de sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux.
On connaît également dans le brevet EP-A-0436 689 un procédé d'élaboration d'un matériau expansé biodégradable obtenu à partir du mélange entre un polymère de synthèse et un matériau comprenant de l'amidon. Ce mélange s'effectue dans des proportions variant de 1/9 à 9/1 et il est également rajouté un agent expansant comme par exemple un bicarbonate de sodium et un
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plastifiant, respectivement dans les proportions de 8 à 30%. Le produit obtenu présente une structure à pores fermés et une masse volumique comprise entre 0,1 et 0, 3g/cm3.
On connaît aussi dans le brevet US-A-5 208 267 un procédé d'élaboration d'un matériau expansé biodégradable à base d'amidon. L'amidon est extrudé en présence de polyéthylène glycol et d'un agent de nucléation comme la silice dont le rôle est de favoriser l'apparition des pores d'amidon qui vont se créer autour des grains de silice, facilitant ainsi l'expansion.
Ces différents procédés nécessitent donc l'ajout d'éléments au produit de base, comme par exemple des agents d'expansion et des sels de métaux pour modifier la farine.
L'invention a pour but de proposer un procédé et une installation de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable qui évite ces inconvénients.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - on réalise l'étape de cuisson-extrusion dans une machine mo-
Figure img00020002

no-vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée, - on réalise l'étape de cuisson-extrusion dans une machine à deux vis co-rotatives et co-pénétrantes, entraînées en rotation autour d'axes parallèles à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée, - la machine de cuisson-extrusion comporte en continu de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement : . une phase d'alimentation et de transfert de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 500C, . une phase de transfert et de compression de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 1200C, . une phase de cisaillement de la matière végétale,
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Figure img00030001

. une phase de transfert de la matière végétale avec chauffage de cette matière au cours de ladite phase de cisaillement et de ladite phase de transfert à une température de l'ordre 1400C, . une phase de malaxage de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 1800C, pour obtenir le produit, et, . une phase d'extrusion et d'expansion de ce produit.
- la matière végétale est une matière céréalière.
L'invention a également pour objet une installation de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, caractérisée en ce qu'elle comprend une machine de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
Selon une caractéristique de l'invention, la machine de cuissonextrusion est formée d'une vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine de cuisson-extrusion est formée de deux vis co-rotatives et co-pénétrantes, entraînées en rotation autour d'axes parallèles à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la ou les deux vis de la machine de cuisson-extrusion déterminent de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement.
- une zone d'alimentation et de transfert de la matière végétale et munie de moyens de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 50 C, - une zone de transfert et de compression de la matière végétale et munie de moyens de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 1200C, - une zone de cisaillement de la matière végétale, - une zone de transfert de la matière végétale, ladite zone de ci- saillement et ladite zone de transfert étant munies de moyens de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 1400C,
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Figure img00040001

- une zone de malaxage de la matière végétale et munie de moyens de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 185OC pour obtenir le produit, et - une zone d'extrusion et d'expansion de ce produit.
L'invention a aussi pour objet un produit expansé de calage en matière biodégradable obtenu par un tel procédé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue en coupe transversale d'une machine de cuisson-extrusion de l'installation de fabrication conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2, - la Fig. 4 représente des courbes montrant la relation entre la vitesse de rotation des vis et la masse volumique apparente du produit obtenu, - la Fig. 5 représente une vue d'un produit de calage en forme de S.
L'installation représentée schématiquement sur les figures est destinée à la fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, utilisé notamment pour le maintien et la protection d'objets dans des caisses.
D'une manière générale, ce type de produits se présente sous la forme de rondelles ou de chips en forme de S (voir Fig. 5) ou de huit ou sous la forme de petits cylindres.
Le procédé de fabrication en continu de ce produit de calage expansé en matière biodégradable comprend une étape de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
De préférence, la matière végétale est une matière céréalière issue de l'une ou de plusieurs des céréales suivantes : le blé, le maIs, le riz, le mil, le millet, le sarrasin, le seigle, l'avoine, l'épeautre ou l'orge.
<Desc/Clms Page number 5>
Figure img00050001
La matière végétale utilisée pour l'obtention du produit de calage expansé de l'invention peut être une matière végétale non céréalière issue no- tamment de pomme de terre, du lupin, du manioc, de soja, de pois, de quinoa ou d'un mélange d'un ou de plusieurs de ces végétaux.
Dans la description qui suit, on utilisera comme matière végétale une matière céréalière à base de blé et/ou de maïs, une autre matière céréalière ou non céréalière pouvant être utilisée pour obtenir le produit de calage selon l'invention.
La matière céréalière est composée de 100% de céréales. Les céréales utilisées dans le procédé selon l'invention sont composées de 99% de farine ou de semoule de blé et 1% de farine ou de semoule de maïs ou 99% de farine ou de semoule de maïs et 1 % de farine ou de semoule de blé.
Il est à noter qu'on entend par produit expansé biodégradable à base de farine et/ou d'amidon, un produit dont la teneur en poids de matières premières végétales (farine et/ou amidon) est supérieure à 70%.
On entend par matière amylacée, la matière végétale sèche résultant de la transformation par procédé, de la farine et/ou de l'amidon. On réservera ce terme de matière amylacée, céréalière ou non, pour définir la composition du produit de calage expansé biodégradable de l'invention obtenu à l'issu du procédé de fabrication.
La farine et la semoule de blé ou de mais diffèrent principalement par leur granulométrie, mais aussi par la nature de certains constituants et à titre
Figure img00050002

d'exemple, la farine ou la semoule de blé ou de maïs a la composition pondérale suivante : - osa20% d'eau - 0 à 85% de composés carbohydratés, - 0 à 30% de protéines, - 0 à 10% d'acides gras, - 0 à 5% de minéraux, - 0 à 20% de fibres.
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Figure img00060001
Ainsi que représentée sur les figures 1 à 3, l'étape de cuissonextrusion de la matière céréalière composée de blé et/ou de maïs est réalisée dans une machine désignée dans son ensemble par la référence 1.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures la machine 1 de cuisson-extrusion est une machine à deux vis, cette machine peut également être constituée par une mono-vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un faisceau de forme allongée.
La machine d'extrusion 1 est du type à deux vis co-rotatives et co-pénétrantes et comprend deux vis 11 et 12 entraînées en rotation autour de leurs axes par un moteur et un réducteur, non représentés, à l'intérieur d'une enceinte allongée formant un fourreau 13 qui les enveloppe.
D'une manière générale, les vis 11 et 12 sont munies de filets hélicoïdaux qui engrènent les uns dans les autres et la paroi interne du fourreau 13 forme deux lobes cylindriques sécants, respectivement 11a et 12a, de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des filets des vis 11 et 12.
Ces filets sont imbriqués les uns dans les autres et les deux vis 11 et 12 sont entraînées a la meme vitesse de rotation et dans le même sens de telle sorte que les deux vis sont identiques, les filets étant simplement décalés les uns par rapport aux autres.
Les vis 11 et 12 représentées à la Fig. 3 sont avantageusement constituées d'arbres cannelés, respectivement 14 et 15, sur lesquels sont empilés les tronçons de vis.
L'alésage intérieur de ces tronçons de vis est muni de cannelures correspondant à celles de l'arbre et la partie extérieure est munie de filets hélicoïdaux dont le pas diffère selon le tronçon considéré pour le transfert et le traitement de la matière céréalière introduite à l'extrémité amont du fourreau 13 de la machine d'extrusion 10.
On peut ainsi disposer d'un assez grand nombre de tronçons permettant de faire varier le pas, la profondeur, le nombre de filets et la longueur de chaque zone.
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Figure img00070001
Ainsi, la machine d'extrusion 1 comprend en continu, de l'amont à l'aval dans le sens de transfert de la matière, plusieurs zones de traitement.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, la machine 1 comprend : - une zone A d'alimentation et de transfert de la matière céréalière, - une zone B de transfert et de compression de la matière céréa- lière, - une zone C de cisaillement de la matière céréalière, - une zone D de transfert de la matière céréalière, - une zone E de malaxage de cette matière céréalière, et - une zone F d'extrusion et d'expansion du produit.
Dans la zone A d'alimentation et de transfert, le fourreau 13 est percé, à son extrémité amont par rapport au sens d'écoulement de la matière, d'un orifice d'alimentation 16 relié à un système de dosage gravimétrique de la matière céréalière constitué par exemple par un doseur 2 à vis à vitesse variable.
Dans cette zone A, les vis 11 et 12 sont munies de filets 17 à pas larges afin d'assurer le transport de la matière céréalière introduite par l'orifice 16 et qui s'ouvre largement sur les deux vis 11 et 12 afin de répartir ladite matière dans ces filets.
Dans cette zone A, le fourreau 13 de la machine 1 est équipé de moyens de chauffage 18 pour amener progressivement la matière céréalière de la température ambiante jusqu'à une température de l'ordre de 50 C, c'est à dire entre 25 C et 75OC.
Ainsi, la matière céréalière constituée par de la farine ou de la semoule de blé et/ou de maïs est chauffée et transportée vers l'aval de la machine 1 c'est à dire vers la zone B de transfert et de compression.
Dans cette zone B, les vis 11 et 12 comportent des filets 19 à pas resserré de façon à comprimer la matière céréalière.
Au cours de son transfert dans la zone B, la matière céréalière est progressivement portée à une température de l'ordre de 1200C, c'est à dire entre environ 100C et 1300C par des moyens de chauffage 20.
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Figure img00080001
La matière céréalière passe ensuite dans la zone C de cisaillement.
Dans cette zone C, les vis 11 et 12 sont constituées de disques malaxeurs 21 bi-lobes, comme représentés à la Fig. 3. Ces disques malaxeurs 21 permettent un passage contrôlé vers l'aval de la matière céréalière avec un effet de malaxage et de cisaillement d'une part entre les disques 21 et d'autre part entre les disques et la paroi interne du fourreau 13.
Ensuite, la matière céréalière ainsi cisaillée est transférée dans la zone D de transfert dans laquelle les vis 11 et 12 sont munies de filets 22 à pas larges.
Au cours du transfert de la matière céréalière dans les zones C et D, cette matière est progressivement portée à une température de l'ordre de 140 C, c'est à dire entre 120 C et 1500C par des moyens de chauffage 23.
Dans la zone E, les vis 11 et 12 sont munies de contre-filets 24, c'est à dire de filets à pas inversé, qui comportent des ouvertures 25 s'étendant radialement depuis l'axe de la vis jusqu'à la périphérie du filet et régulièrement répartis autour de l'axe.
De la sorte, le débit de la matière céréalière qui passe dans la zone E est contrôlé ce qui détermine un freinage au niveau de cette zone et, de ce fait, une compression dans la partie amont de la machine de cuissonextrusion. Il en résulte un effet de malaxage intense de la matière
Dans cette zone E, la matière est portée progressivement à une température de l'ordre de 180 C, c'est à dire entre 1600C et 190 C à l'aide de moyens de chauffage 26.
Les moyens de chauffage 18,20, 23 et 26 sont constitués par exemple par des résistances électriques disposées autour du fourreau 13 ou par des circuits de circulation d'un fluide caloporteur, ménagés dans le fourreau 13 pour chauffer progressivement la matière céréalière de la température ambiante à l'entrée de la machine 1 de cuisson-extrusion jusqu'à une température de l'ordre de 180 C à la sortie de ladite machine 1. La température d'extrusion peut être comprise entre 1600C et 250 C.
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Figure img00090001
Ainsi, la machine 1 de cuisson-extrusion permet d'effectuer, grâce à la composition des tronçons des vis 11 et 12 et aux moyens de chauf- fage, différentes opérations, comme par exemple un transfert, un malaxage, une plastification, un cisaillement, une mise en pression de la matière céréalière par la combinaison d'éléments adaptables en fonction du travail mécanique à faire subir à ladite matière.
A titre d'exemple, la vitesse de rotation des vis 11 et 12 est comprise entre 10 et 1200 tr/min et de préférence entre 600 et 1200 tr/min.
Selon une variante, le fourreau 13 de la machine 1 de cuissonextrusion est muni dans la zone A d'alimentation et de transfert d'au moins un orifice 27 d'introduction d'eau et/ou d'additifs.
Cette eau et ces additifs sont introduits à l'intérieur du fourreau 13 par exemple par des pompes doseuses 27a à piston ou à membrane.
Le pourcentage d'additifs est compris entre 0 et 30% en poids et de préférence entre 0 et 5% et sont choisis entres autres parmi les éléments suivants : des plastifiants notamment du glycérol, des huiles, des tensio-actifs, des pigments naturels, des colorants, des bactéricides, des produits répulsifs contre les animaux, une base ou un acide et également parmi deux ou plusieurs de ces éléments.
La zone F d'extrusion et d'expansion du produit est constituée par une filière 30 comportant un ou plusieurs canaux de sortie 31 et 32 en fonction du débit et dont la forme et les dimensions sont déterminées en fonction de la forme finale souhaitée pour le produit
A la sortie de la filière 30 sont disposés des moyens 35 de coupe du produit formés par exemple par un couteau granulateur permettant grâce à une vitesse variable et un nombre de lames de coupe adapté de donner aux produits les dimensions souhaitées.
La pression sur la matière lors de l'extrusion du produit est com- prise entre 10 et 300 bars et de préférence entre 50 et 150 bars et le taux d'expansion volumique du produit est compris entre 1 et 30 et de préférence entre 10 et 20.
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Figure img00100001
Lors de l'extrusion du produit, la vapeur contenue dans ce produit provoque un flash ce qui permet d'obtenir un produit expansé
Lors de la fabrication en continu du produit, l'énergie mécanique spécifique qui est fournie à ce produit par l'extrudeuse, a une valeur comprise entre 100 et 300 kWh/T et de préférence comprise entre 150 et 200 kWh/T.
Après la coupe, le produit véhiculé par exemple par un transporteur pneumatique et un dispositif adapté permet de récupérer la vapeur issue du flash lors de l'extrusion, afin que le produit puisse être stocké et se rééquilibrer en humidité.
L'injection complémentaire d'eau dans la machine 1 de cuisson extrusion permet d'ajuster le taux d'humidité du produit à l'intérieur de cette machine de telle façon qu'en jouant sur ce taux d'humidité et la vitesse de rotation des vis 11 et 12 et la granulométrie de la matière céréalière, on obtienne pour un débit donné, un produit avec une texture et une masse volumique recherchées.
Ainsi, plus la vitesse des vis 11 et 12 est élevée et plus le taux d'humidité est faible, plus la masse volumique du produit est faible. Ceci est directement lié au taux d'expansion du produit qui est fonction de la forme de la filière choisie.
A titre d'exemple, plusieurs matières céréalières présentant des caractéristiques différentes, comme mentionnées dans le tableau ci-dessous, ont été utilisées dans une installation conforme à l'invention.
Figure img00100002
<tb>
<tb>
Farine <SEP> de <SEP> maïs <SEP> Farine <SEP> de <SEP> maïs <SEP> Semoule <SEP> de <SEP> Semoule <SEP> de
<tb> type <SEP> A <SEP> type <SEP> B <SEP> maïs <SEP> type <SEP> C <SEP> maïs <SEP> type <SEP> D
<tb> Taille
<tb> moyenne <SEP> (pLm) <SEP> 187 <SEP> 500 <SEP> 636 <SEP> 1005
<tb> Humidité <SEP> (%) <SEP> 14. <SEP> 271478129414. <SEP> 08
<tb> Amidon <SEP> (%) <SEP> 76. <SEP> 08 <SEP> 75. <SEP> 46 <SEP> 76. <SEP> 57 <SEP> 74. <SEP> 57
<tb> Matières <SEP> grasses <SEP> 1.70 <SEP> 0.73 <SEP> 0.83 <SEP> 1.00
<tb> Protéines <SEP> (%) <SEP> 7. <SEP> 45 <SEP> 873 <SEP> 9. <SEP> 30 <SEP> 9. <SEP> 93
<tb> Taux <SEP> de
<tb> cendres <SEP> (%) <SEP> 0.50 <SEP> 0.30 <SEP> 0.36 <SEP> 0.42
<tb>
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Figure img00110001

En ce qui concerne l'amidon, il peut être issu de matières végétales céréalières ou de matières végétales non céréalières.
Elément important d'une farine, l'amidon est constitué d'un mélange de deux polymères du glucose : l'amylose et l'amylopectine. Le ratio entre ces deux molécules est différent selon leur origine végétale, notamment selon les céréales et les variétés comme le montre le tableau ci-dessous pour le blé et le maïs natifs de deux types de variété de maïs.
Figure img00110002
<tb>
<tb>
Blé <SEP> natif <SEP> Maïs <SEP> natif <SEP> Maïs <SEP> type <SEP> Waxy <SEP> Maïs <SEP> type <SEP> High <SEP> amylose
<tb> % <SEP> d'amylose <SEP> 25 <SEP> 27 <SEP> 0 <SEP> 55 <SEP> à <SEP> 75
<tb> % <SEP> d'amylopectine <SEP> 75 <SEP> 73 <SEP> 100 <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 45
<tb>
Il convient de noter que le ratio amylose/amylopectine peut être modifié par des transformations génétiques à partir des souches naturelles.
Des essais ont montré que la masse volumique du produit obtenu diminue premièrement quand la vitesse des vis augmente et deuxièmement quand la granulométrie de la matière céréalière diminue. Les courbes représentées à la Fig. 4 montrent bien l'influence sur la densité apparente finale du produit biodégradable non seulement de la vitesse des vis, mais aussi les propriétés physico-chimiques de la matière céréalière.
Afin de fabriquer un produit de calage expansé léger, on utilise donc de préférence une farine de granulométrie moyenne inférieure à 550 m.
Cette farine est traitée de préférence à des vitesses des vis supérieures à 900 tr/min.
Le produit expansé biodégradable de l'invention est donc consti-
Figure img00110003

tué - d'une matière amylacée à base d'une matière végétale, - d'eau et - éventuellement d'un ou de plusieurs additif (s) sans propriété expansante.
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Figure img00120001
La teneur en poids de matière amylacée du produit de calage expansé biodégradable de l'invention peut varier d'environ 70% à environ 95%.
Avantageusement, elle est comprise enter environ 85% et environ 94%, et plus particulièrement entre environ 88% et environ 93%.
Le produit de calage expansé obtenu par le procédé selon l'invention présente une masse volumique supérieure ou égale à 2g/1 et de préférence compris entre 9 et 15g/1 et un taux d'humidité compris entre 0 et 30% et de préférence entre 6 et 12%.
Enfin, ce produit de calage expansé présente une résilience supérieure à 50% et de préférence de l'ordre de 85%.
A titre d'exemple, le produit de calage expansé de forme cylindrique obtenu par le procédé selon l'invention possède les caractéristiques suivantes : - taux d'humidité : 8, 53% - résilience 50% : 85% - masse volumique : 13,3 g/1 avec une énergie mécanique spécifique de l'extrudeuse de 177
Figure img00120002

kVvh/T et le produit expansé en forme de S possède les caractéristiques suivantes : - taux d'humidité : 8, 98% - résilience 50% : 86,3% - masse volumique : 12g/1 avec une énergie mécanique spécifique de l'extrudeuse de 159 kWh/T.
Ci après on va décrire de façon détaillée deux exemples de réalisation d'un produit de calage.
Exemple 1 :
La matière céréalière utilisée est une farine de maïs commercialisée par la société Maïs Centre Technologie sous l'intitulé"Safrane 15.05". Le diamètre moyen (ou D50) de cette farine est de l'ordre de 190m. L'humidité de cette farine est mesurée à environ 14%.
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Figure img00130001
On alimente la machine d'extrusion telle que décrite ci-dessus en farine à raison de 450 kg/h et en eau à raison de 9 I/h.
Autrement dit, dans le fourreau, le mélange présente une teneur pondérale en eau de 16% environ et une teneur en matière sèche de 84% environ. La vitesse de rotation des vis est de 1050 tr/min.
La température de la zone A du fourreau est à environ 25OC, la zone B à 50 C environ, la zone C à 1200C environ, la zone D à 140 C environ et les zones E et F à 185OC environ,
L'énergie mécanique spécifique (EMS) fournie au mélange est de l'ordre de 177kWh/t, et la pression au moment de l'extrusion est de l'ordre de 52 bars.
La filière utilisée est composée de 4 Inserts cylindriques de 3mm de diamètre.
Enfin, la vitesse des couteaux formés de deux lames mobiles est de l'ordre de 3500 tr/min.
Le produit de calage expansé biodégradable selon l'invention constitué d'un ensemble de particules expansées biodégradables présente une masse volumique apparente de l'ordre de 13,3 g/l, et une teneur en eau après stabilisation du produit, de l'ordre de 8%, et donc une teneur en matière amylacée de 92% environ.
La particule expansée biodégradable obtenue a une forme cylindrique de 42mm de longueur et 16mm de diamètre environ.
En comprimant une particule expansée biodégradable entre deux pistons, il est possible de mesurer la force nécessaire pour atteindre 50% de l'épaisseur (notée Fso% en Newton (N)) de cette particule, ainsi que sa capacité à retrouver ou non son épaisseur initiale. Dans ce cas, la compression n'a pas été maintenue.
On définit donc qu'une particule a une résilience de 100% si elle retrouve intégralement son épaisseur initiale après compression de 50% de son épaisseur initiale et après relâchement de l'effort de compression.
La particule de cet exemple présente une Fro%, de l'ordre de 28, 5N et une résilience de l'ordre de 85%.
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Figure img00140001
Exemple 2 La matière céréalière utilisée est la même que celle de l'exemple précédent.
On alimente une installation selon l'invention en farine à raison de 450 kg/h et en eau à raison de 25 I/h. On ajoute un pigment vert. Autrement dit, dans le fourreau on a une formule de départ de 81% environ de matière sè-
Figure img00140002

che, 18% environ d'eau et moins de 1 % de pigment vert.
La vitesse de rotation des vis est de 900tr/min.
La température de la zone A du fourreau est à environ 25OC, la zone B à 50 C environ, la zone C à 120 C environ, la zone D à 135OC environ et les zones E et F à 180 C environ.
L'énergie mécanique spécifique (EMS) fournie au mélange est de l'ordre de 160kWh/t et la pression au moment de l'extrusion est de l'ordre de 150 bars.
La filière utilisée comporte quatre inserts en forme de"grand S" de 7mm2 de surface (Fig. 5).
Enfin, la vitesse des couteaux monoblocs à quatre lames est de l'ordre de 4000 tr/min.
Le produit expansé obtenu présente une masse volumique apparente de l'ordre de 15 g/I, et une teneur en eau après stabilisation du produit, de l'ordre de 8,5%, et donc une teneur en matière amylacée de l'ordre de 91,5%.
La particule expansée biodégradable obtenue a une forme en"S" de 20mm de longueur et 13mm de largeur environ.
La particule de cet exemple présente une F5o% de l'ordre de 22N et une résilience de l'ordre de 89%
On pourrait utiliser d'autres pigments ou des colorants pour que le produit obtenu à la sortie de l'extrudeuse ait différentes couleurs.
Par ailleurs, le produit peut être monocouleur ou multicouleur selon le type d'objets à emballer.
A titre de comparaison, le tableau ci-après résume quelques caractéristiques de différents produits de calage en polystyrène expansé et biodégradable de l'invention selon l'exemple 1.
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Figure img00150001
<tb>
<tb>
Particules <SEP> expan-Chips <SEP> en <SEP> forme <SEP> de <SEP> Chips <SEP> en <SEP> forme <SEP> de
<tb> sées <SEP> biodégrada-S, <SEP> en <SEP> polystyrène <SEP> 8, <SEP> en <SEP> polystyrène
<tb> bles <SEP> de <SEP> l'invention
<tb> Densité <SEP> apparente <SEP> (g/I) <SEP> 13, <SEP> 3 <SEP> 12 <SEP> 11, <SEP> 5
<tb> Fso% <SEP> (N) <SEP> 28, <SEP> 5 <SEP> 41, <SEP> 3 <SEP> 14
<tb> Résilience <SEP> (%) <SEP> 85 <SEP> 88, <SEP> 5 <SEP> 74
<tb>
Le procédé de fabrication selon l'invention permet de faire subir à une matière première d'origine végétale un traitement thermomécanique intense dans une machine de cuisson-extrusion à deux vis co-rotatives, conduisant ainsi à une dégradation macromoléculaire de l'amidon contenu dans cette matière céréalière et conférant au produit obtenu une structure très expansée.
Le produit de calage expansé selon l'invention présente donc l'avantage d'être biodégradable et d'utiliser comme matériau de base un matériau issu d'une énergie renouvelable et peu coûteux.
De plus, aucun agent expansant étant utilisé pendant la fabrication, le produit de calage ainsi obtenu protège l'environnement.

Claims (38)

  1. Figure img00160001
    REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication en continu d'un produit de calage ex- pansé en matière biodégradable, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de cuisson-extrusion dans une machine mono-vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de cuisson-extrusion dans une machine (1) à deux vis (11,12) corotatives et co-pénétrantes, entraînées en rotation autour d'axes parallèles à l'intérieur d'un fourreau (13) de forme allongée.
  4. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la machine (1) de cuisson-extrusion comporte en continu de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement - une phase d'alimentation et de transfert de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 500C, - une phase de transfert et de compression de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 1200C, - une phase de cisaillement de la matière végétale, - une phase de transfert de la matière végétale avec chauffage de cette matière au cours de ladite phase de cisaillement et de ladite phase de transfert à une température de l'ordre de 140 C, - une phase de malaxage de la matière végétale avec chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 185OC pour obtenir le produit, et - une phase d'extrusion et d'expansion de ce produit.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on coupe le produit expansé à la sortie de la machine (1) de cuisson-extrusion.
  6. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au cours de la phase d'alimentation et de transfert, on introduit de l'eau ou des additifs choisis parmi les éléments suivants : des plastifiants notamment du glycérol, des huiles, des tensio-actifs, des pigments naturels, des colorants, des bactérici-
    <Desc/Clms Page number 17>
    des, des produits répulsifs contre les animaux, un acide, une base ou des additifs choisis parmi les combinaisons de deux ou plusieurs de ces éléments.
    Figure img00170001
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pourcentage d'additifs est compris entre 0 et 30% en poids et de préférence entre 0 et 5% en poids.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière végétale est une matière céréalière.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière céréalière est composée de 100% de céréales.
  10. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la matière céréalière est issue de l'une ou de plusieurs des céréales suivantes :
    Figure img00170002
    le blé, le maïs, le riz, le mil, le millet, le sarrasin, le seigle, l'avoine, l'épeautre ou l'orge.
  11. 11. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les céréales sont composées de 100% de farine ou de semoule de blé ou de maïs.
  12. 12. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les céréales sont composées de 99% de farine ou de semoule de blé et 1% de farine ou de semoule de maïs ou 99% de farine ou de semoule de maïs et 1 % de farine ou de semoule de blé.
  13. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la farine ou la semoule de blé ou de maïs a la composition pondérale suivante : - 0 à 20% d'eau - 0 à 85% de composés carbohydratés, - 0 à 30% de protéines, - 0 à 10% d'acides gras, - 0 à 5% de minéraux, - 0 à 20% de fibres
  14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la matière végétale est issue de l'une ou de plusieurs des
    <Desc/Clms Page number 18>
    matières suivantes : la pomme de terre, le lupin, le manioc, le soja, le pois, le quinoa.
    Figure img00180001
  15. 15 Installation de fabrication en continu d'un produit de calage expansé en matière biodégradable, caractérisée en ce qu'elle comprend une machine (1) de cuisson-extrusion d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
  16. 16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que la machine de cuisson-extrusion est formée d'une vis entraînée en rotation à l'intérieur d'un fourreau de forme allongée.
  17. 17. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que la machine (1) de cuisson-extrusion est formée de deux vis (11,12) co-rotatives et co-pénétrantes, entraînées en rotation autour d'axes parallèles à l'intérieur d'un fourreau (13) de forme allongée.
  18. 18. Installation selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que la ou les deux vis (11,12) de la machine (1) de cuisson-extrusion déterminent de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement : - une zone A d'alimentation et de transfert de la matière végétale et munie de moyens (18) de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 500C, - une zone B de transfert et de compression de la matière végétale et munie de moyens (20) de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 120 C, - une zone C de cisaillement de la matière végétale, - une zone D de transfert de la matière végétale, ladite zone C de cisaillement et ladite zone D de transfert étant munies de moyens (23) de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 140 C, - une zone E de malaxage de la matière végétale et mu nie de moyens (26) de chauffage de ladite matière à une température de l'ordre de 180 C pour obtenir le produit, et - une zone F d'extrusion et d'expansion de ce produit.
  19. 19. installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend, à la sortie de la machine (1) de cuissonextrusion, des moyens (35) de coupe du produit.
    <Desc/Clms Page number 19>
    Figure img00190001
  20. 20. Installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisée en ce que le fourreau (13) de la machine (1) de cuisson- extrusion est muni dans la zone A d'alimentation et de transfert d'au moins un orifice (27) d'introduction d'eau et/ou d'additifs choisis parmi les éléments sui- vantes-des plastifiants notamment du glycérol, des huiles, des tensio-actifs, des pigments naturels, des colorants, des bactéricides, des produits répulsifs contre les animaux, un acide, une base ou des additifs choisis parmi les combinaisons de deux ou plusieurs de ces éléments.
  21. 21. Installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisée en ce que la vitesse de rotation de la ou des vis (11,12) est comprise entre 10 et 1200 tr/min et de préférence entre 600 et 1200 tr/min.
  22. 22. Installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisée en ce que la pression sur la matière lors de l'extrusion est comprise entre 10 et 300 bars et de préférence entre 50 et 150 bars.
  23. 23. Installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisée en ce que le taux d'expansion volumique du produit est compris entre 1 et 30 et de préférence entre 10 et 20.
  24. 24. Produit expansé de calage en matière biodégradable, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
  25. 25. Produit selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il est formé à partir d'une matière végétale comprenant de l'amidon.
  26. 26. Produit selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il contient de l'eau ou des additifs choisis parmi les éléments suivants : des plastifiants notamment du glycérol, des huiles, des tensio-actifs, des pigments naturels, des colorants, des bactéricides, des produits répulsifs contre les animaux, un acide, une base ou des additifs choisis parmi les combinaisons de deux ou plusieurs de ces éléments.
  27. 27. Produit selon la revendication 26, caractérisé en ce que le pourcentage d'additifs est compris entre 0 et 30% en poids et de préférence entre 0 et 5% en poids.
    <Desc/Clms Page number 20>
    Figure img00200001
  28. 28. Produit selon la revendication 25, caractérisé en ce que la matière végétale est une matière céréalière.
  29. 29. Produit selon la revendication 28, caractérisé en ce que la matière céréalière est composée de 100% de céréales.
  30. 30. Produit selon la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que la matière céréalière est issue de l'une ou de plusieurs céréales suivantes :
    Figure img00200002
    le blé, le maïs, le riz, le mil, le millet, le sarrasin, le seigle, l'épeautre ou l'orge.
  31. 31. Produit selon la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que les céréales sont composés de 100% de farine ou de semoule de blé ou de maïs.
  32. 32. Produit selon la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que les céréales sont composées de 99% de farine ou de semoule de blé et 1% de farine ou de semoule de maïs ou 99% de farine ou de semoule de maïs et 1% de farine ou de semoule de blé.
  33. 33. Produit selon la revendication 25, caractérisé en ce que la matière végétale est issue de la pomme de terre, du lupin, du manioc, du soja, du pois, du quinoa ou d'un mélange d'un ou de plusieurs de ces végétaux.
  34. 34. Produit selon l'une quelconque des revendications 24 à 33, caractérisé en ce qu'il présente une masse volumique supérieure ou égale à 2g/l et de préférence comprise entre 9 et 15g/1.
  35. 35. Produit selon l'une quelconque des revendications 24 à 34, caractérisé en ce qu'il présente un taux d'humidité compris entre 0 et 30% et de préférence entre 6 et 12%.
  36. 36 Produit selon l'une quelconque des revendications 24 à 35, caractérisé en ce qu'il présente une résilience supérieure à 50%, notamment d'au moins 85%.
  37. 37. Produit selon l'une quelconque des revendications 24 à 36, caractérisé en ce qu'il présente une teneur en matière amylacée comprise entre environ 70 et 100% en poids, notamment entre environ 85 et 94% en poids et plus particulièrement entre environ 88 et 93% en poids.
  38. 38. Produit selon l'une quelconque des revendications 24 à 36, caractérisé en ce qu'il est constitué exclusivement de matière amylacée et d'eau.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1442473A (fr) * 1965-05-05 1966-06-17 Loire Atel Forges Perfectionnement aux extrudeuses pour l'affinage de matières plastiques
EP0546956A2 (fr) * 1991-12-12 1993-06-16 GOMEZ, Daniel Matériau végétal expansé, recyclable, son procédé de fabrication et son utilisation dans les domaines du calage, de la protection, de l'emballage, des revêtements et des matériaux en feuille
US6004637A (en) * 1990-05-23 1999-12-21 Storopack Hans Reichenecker Gmbh & Co. Loose fill granules in the form of spherical segments, having a surface that is convex on the outside and concave on the inside
EP0988948A1 (fr) * 1998-09-16 2000-03-29 Toulousaine de Recherche et de Developpement "T.R.D." Société Anonyme Procédé de moulage d'un objet par injection à partir de matière première végétale
WO2001034498A1 (fr) * 1999-11-12 2001-05-17 Denis Morillon Materiau de calage compressible biodegradable et procede de fabrication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1442473A (fr) * 1965-05-05 1966-06-17 Loire Atel Forges Perfectionnement aux extrudeuses pour l'affinage de matières plastiques
US6004637A (en) * 1990-05-23 1999-12-21 Storopack Hans Reichenecker Gmbh & Co. Loose fill granules in the form of spherical segments, having a surface that is convex on the outside and concave on the inside
EP0546956A2 (fr) * 1991-12-12 1993-06-16 GOMEZ, Daniel Matériau végétal expansé, recyclable, son procédé de fabrication et son utilisation dans les domaines du calage, de la protection, de l'emballage, des revêtements et des matériaux en feuille
EP0988948A1 (fr) * 1998-09-16 2000-03-29 Toulousaine de Recherche et de Developpement "T.R.D." Société Anonyme Procédé de moulage d'un objet par injection à partir de matière première végétale
WO2001034498A1 (fr) * 1999-11-12 2001-05-17 Denis Morillon Materiau de calage compressible biodegradable et procede de fabrication

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