Le principe de la co-extrusion : comment l'enveloppe entoure la farce en flux continu

D'abord un « boudin », ensuite une « pièce »

À la main, on prépare d'abord une enveloppe, puis on y dépose la farce. L'encrusteuse procède à l'inverse : elle extrude simultanément l'enveloppe et la farce en un boudin continu « farce au milieu, enveloppe autour », puis le coupe et le ferme segment par segment. La première étape s'appelle la co-extrusion (co-extrusion), la seconde est la coupe ; voir la coupe et la fermeture par obturateur.

Le terme de co-extrusion est aussi très répandu dans la fabrication des tubes en plastique ou des gaines de câbles électriques, avec un principe similaire : deux matières traversent ensemble une filière multicouche et en ressortent sous forme de couches emboîtées. La difficulté, en alimentaire, tient au fait que la pâte, la pâte de haricot rouge ou la farce de viande sont des matières molles, collantes et élastiques : l'extrusion doit être stable sans abîmer la matière.

À quoi ressemble une buse concentrique à double paroi

Le brevet américain US6408899B2 déposé par RHEON en 2000 (dont les inventeurs comptent le fondateur Torahiko Hayashi) décrit clairement cette structure : la buse comporte deux parties, une buse intérieure qui délivre la farce et, autour d'elle, un canal pour l'enveloppe, les deux étant concentriques. La farce descend par le centre, l'enveloppe est extrudée en anneau tout autour ; elles se rejoignent à la sortie et forment un boudin à deux couches, « l'enveloppe entourant la farce ».

Le magazine américain de vulgarisation Popular Science, en interrogeant RHEON, l'explique très simplement : l'anneau extérieur détermine l'épaisseur de l'enveloppe, la buse centrale détermine la quantité de farce. En changeant le diamètre de la buse, on modifie la taille du produit et l'épaisseur de l'enveloppe.

Quel intérêt d'alimenter séparément l'enveloppe et la farce

Dans ce même brevet, l'enveloppe et la farce disposent chacune d'une alimentation indépendante : une paire de vis horizontales tournant en sens inverse pousse la matière vers une pompe volumétrique (pompe à palettes), qui envoie ensuite un volume fixe dans la buse. Les deux alimentations sont commandées chacune par un moteur indépendant, ce qui apporte plusieurs avantages concrets :

• Ratio enveloppe/farce réglable : si l'enveloppe est alimentée plus vite et la farce plus lentement, l'enveloppe est plus épaisse ; à l'inverse, elle est plus fine. C'est pourquoi une encrusteuse peut passer de 1:0 (enveloppe seule) à 0:1 (farce seule) ; voir comment régler le taux de farce.
• Les deux matières ne se mélangent pas : le brevet souligne qu'un des objectifs de la conception est d'éviter que l'enveloppe et la farce soient malaxées ensemble pendant l'alimentation.
• Adaptation aux propriétés de chaque matière : la pâte doit être poussée en douceur pour préserver son réseau de gluten ; la pâte de haricot rouge ou la farce de viande exigent un dosage stable. Une alimentation séparée permet de régler chacune ; sur ses modèles pour pains vapeur chinois, RHEON permet même de régler séparément le ratio d'alimentation entre deux étages, le « cylindre » et le « régulateur de flux ».
• Poids plus stable : à chaque tour, la pompe volumétrique délivre un volume fixe ; tant qu'elle est bien remplie, le poids de chaque pièce est stable ; voir le contrôle du poids.

Pourquoi les conduits doivent être « courts et larges »

Le même brevet précise que les conduits de liaison sont plus larges et plus courts, afin que les aliments ne soient pas abîmés lors de leur passage. Plus une matière molle reste longtemps comprimée et frottée dans un conduit long et étroit, plus la structure de la pâte risque d'être détruite, et la farce peut rendre de l'eau ou se déformer. Une bonne encrusteuse réduit au maximum les distances entre trémie, pompe et buse.

Que se passe-t-il après la co-extrusion

À la sortie de la buse, le boudin à double couche arrive directement sur l'obturateur. En se refermant, l'obturateur « étrangle » le boudin, le sectionne et ramène l'enveloppe vers le centre pour recouvrir la coupe ; dans le même temps, le convoyeur en dessous remonte pour soutenir le fond de la pièce, puis redescend avec l'obturateur. Un cycle d'ouverture et de fermeture produit une pièce. Les brevets RHEON US6709256B2 et US8359973B2 décrivent justement la commande synchronisée de l'obturateur et de la plateforme de réception.

Les variantes permises par la co-extrusion

Comme l'enveloppe et la farce ne se rejoignent qu'au niveau de la buse, il suffit de changer de buse ou d'ajouter une alimentation pour multiplier les possibilités :

• Ajouter un troisième conduit pour une double farce ou une « farce avec cœur de sauce » ; voir le triple enrobage.
• Ne pas couper et laisser sortir le boudin en continu pour des barres fourrées ou des produits roulés ; voir les trois formes.
• Utiliser des buses spéciales pour des produits bicolores ou à motifs.

Questions fréquentes

Q : Comment la machine fait-elle pour que l'enveloppe entoure la farce ?
R : L'enveloppe et la farce sont alimentées séparément et se rejoignent dans une buse concentrique à double paroi, qui extrude un boudin continu « farce au centre, enveloppe autour », ensuite coupé et fermé par l'obturateur.

Q : Qu'est-ce qu'une buse concentrique à double paroi ?
R : Une buse intérieure centrale qui délivre la farce, entourée d'un canal annulaire qui délivre l'enveloppe ; les deux sont coaxiaux et, à la sortie, les deux flux forment un seul boudin farci.

Q : Quel est l'intérêt d'alimenter séparément l'enveloppe et la farce ?
R : Le ratio se règle indépendamment, les deux matières ne se mélangent pas, la poussée s'adapte aux propriétés de chacune et le poids est plus stable.

Q : Faut-il changer de buse pour changer la taille du produit ?
R : En général, on ajuste le débit d'alimentation et la cadence de l'obturateur ; on ne change de buse que lorsque l'écart de taille est important. Tout dépend de la conception de la machine : appelez-nous au 06-257-4644.