Pressoir à Olives/à mèche

Dans cette page, on regroupe les systèmes de presse d'olives dont le coeur est une mèche tournante. Ces systèmes sont par ailleurs à alimentation continue.

Analyse du système de Dave Hakkens

• http://www.davehakkens.nl/work/wind_oil/
• http://www.davehakkens.nl/arquitectura/
• http://www.davehakkens.nl/blog/wp-content/uploads/2013/09/big.jpg
• http://www.davehakkens.nl/presskit/windoil.zip (dossier de presse, avec images grand format)

Ce système se veut multi-fruits : noix, noisettes, amandes, graines de lin, tournesol, sésame, potiron, etc. Il semble y avoir une olive dessinée parmi les graines, mais en fait ça doit être une graine de potiron plutôt.

Bases du système

D'après cette page et la vidéo et les images qu'elle contient, on comprend les bases de son système :

• une éolienne classique
• un réducteur de vitesse en sortie = grand engrenage en plastique

Le réducteur réduit la vitesse, mais surtout il démultiplie la force de triturage

• un simple entonnoir haut pour l'alimentation en fruits
• un tritureur constitué d'un tuyau (semble en cuivre) d'environ 2/3 cm de diamètre avec
  • une mèche intérieure qui semble être une simple mèche à bois (de gros diamètre) un peu longue
  • Sortie basse pour les résidus solides. Cette sortie s'enfiche en bas du tuyau (avec une petite vis latérale pour l'empêcher de se barrer). On peut présumer qu'il y a différents diamètres de sortie selon les fruits triturés.
  • Entrée des fruits environ 8 cm au dessus du bas
  • Sortie huile (il y a visiblement un opercule percé). Il s'agit d'un point important. C'est en effet probablement l'accumulation/compression de résidus en partie basse qui empêche l'huile de sortir par le bas. La hauteur de cette sortie ainsi que le dimensionnement (nombre, diamètre) des opercules sont sûrement des paramétrages délicats.
  • à noter que, pour percer un trou avec une perceuse (extraire donc de la matière du trou), la mèche doit tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Dualement, pour forcer de la matière à entrer dans le trou, la mèche doit alors tourner dans le sens anti-horaire.

Points intéressants

• simplicité globale, simplicité des composants
• encombrement du pressoir/tritureur
  • réduit
  • puisque réduit => volume traité faible => bon ratio entre force disponible appliquée sur le volume traité
• capacité à modifier facilement le système => on doit pouvoir tester pas mal de configurations
• la démultiplication de la force de triturage. Démultiplication par vis = un des systèmes les plus efficaces
• utilisation de la gravité
• pas de chauffage exogène
• l'emploi de cuivre = pas de souci coté alimentaire
• on doit pouvoir remplacer l'éolien par autre chose assez facilement
• le système réalise l'alimentation en continu des pressoirs professionnels actuels à vis
• la lenteur du système doit faciliter la percolation de l'huile. Puisque la lenteur donne du temps à la percolation, moins de force est requis. On échange du temps contre de la force.
• la lenteur réduit aussi le chauffage endogène (friction plus lente = température moins élevée)

Si on lit attentivement les critères requis ici même, on s'aperçoit que ce système semble TOUS les satisfaire !

Problèmes potentiels, améliorations, etc

• La vidéo montre un pressage idéal ... l'huile semble sortir pure du tube ?! ça parait difficile à croire puisque toutes les graines concernées ont une certaine teneur en eau. Si le système réussit à séparer les liquides et les solides, alors la sortie liquide est une émulsion eau + huile.
• Sauf erreur, ce système n'a pas été testé sur des olives, or la caractéristique des olives est précisément la dureté des noyaux (mais ce n'est sans doute pas non plus un problème rédhibitoire). Le concepteur du système est en Hollande, ceci peut aussi expliquer pourquoi pas de tests avec des olives.
• Il faut s'assurer que la mèche tritureuse ne frotte pas contre les parois internes du tube en cuivre, sinon risque de pollution de l'huile. Ajout de bague(s) en plastique sur la mèche ? (on ne voit rien de tel sur les illustrations).

• alimentation par pyramide inversée en plastique transparent + tuyau transparent, pour bien visualiser la dynamique
• séparer le réservoir d'alimentation de l'axe de rotation
• pouvoir jouer sur la longueur du tube par ajouts de pièces
• tuyau d'eau filetés en acier => versatilité facile
• jeu d'opercules de sortie d'huile pour utiliser le plus adapté
• la sortie d'huile peut sans difficulté faire l'objet de filtrages supplémentaires
• pour les tests on peut envisager d'utiliser une perceuse montée sur colonne en mode rotation lente (?). Attention cependant, vitesse lente + mèche de gros diamètre est une combinaison qui peut faire chauffer excessivement certaines perceuses.

Gros fruits, fruits durs

Le principe du système tube/vis est que la vis amène en permanence les fruits dans un tube presque complètement fermé à son extrémité. (C'est stricto-sensu une vis d'Archimède.) L'entonnoir d'alimentation assure l'amenée constante des fruits en entrée du tube. Une fois le tube plein, chaque fruit supplémentaire qui pénètre dans la gorge de la mèche/vis va être, éventuellement, poussé dans le tube, ce qui réalise une partie de la compression. "éventuellement", car en effet, cela dépend bien sûr largement de la géométrie de la mèche/vis, de ses dimensions, etc. Une mèche de forme hélicoïdale très allongée (gorge de la mèche oblique) va moins bien pousser la matière qu'une mèche avec une gorge plus perpendiculaire à son axe.

Si le diamètre intérieur du tube est exactement celui de la mèche, le volume compressible est alors exactement le volume de la gorge de la mèche. Et la compression met en jeu d'un coté la paroi interne du tube (immobile) et la paroi de la gorge de la mèche.

Si le diamètre intérieur du tube est supérieur à celui de la mèche, le volume compressible augmente ... mais la matière peut alors refluer (à contre-courant) via l'espace libre mèche/tube. A moins de bloquer cette circulation, par exemple en insérant des bagues circulaires sur la mèche.
Si ça se trouve, la solution est à chercher par là.

... tout ça est plus compliqué que ça n'en à l'air ! La sélection de la mèche/vis sera sans doute un point très important. La forme idéale s'approche sans doute d'une forme de tarière. Il existe peut-être aussi certains types de vis susceptibles de faire l'affaire, eg les grosses vis sans fin utilisées dans les étaux (?).

Les olives peuvent faire facilement 1cm de diamètre selon le petit axe. Pour qu'elles pénètrent facilement dans le tube, la mèche doit leur offrir au moins 1cm en profondeur. Une mèche standard est pleine sur son axe, sur plusieurs millimètres. En admettant un axe plein de 5mm, le diamètre de la mèche serait de 10mm+5mm+10mm = 25mm ... ça commence à faire une très grosse mèche.

On peut aussi penser que, dans sa rotation, la mèche va éplucher les olives au contact et que le diamètre des olives va ainsi réduire, jusqu'à ce qu'elles puissent pénétrer dans le tube ? à vérifier ! Pas évident si la mèche tourne dans le sens anti-horaire puisque dans ce cas les olives sont attaquées avec le fil non-tranchant de la mèche.
Une solution possible serait de retourner la mèche (quitte à l'ajuster comme il faut). Dans ce cas, c'est bien le coté tranchant du fil qui travaille. Pour un système tube/vis horizontal, l'axe moteur peut être placé indifféremment à gauche ou à droite du tube (il y a juste une adaptation de la mèche à prévoir si l'axe moteur doit s'accoupler à la mèche par son extrémité filetée). Pour un système tube/vis vertical, il est sans doute plus compliqué de placer l'axe moteur en bas.

Une solution est probablement d'avoir un tube de forme conique, ou plutôt avec 2 ou 3 segments de diamètres qui se réduisent jusqu'au bout. Ainsi :

• les fruits sont laminés progressivement
• l'entrée des fruits est plus grande
• même avec un axe horizontal, la paroi supérieure du tube aura une inclinaison positive, ce qui faciliterait la remontée d'huile

Inclinaison tube/vis

On peut penser à jouer sur l'inclinaison du tube/mèche, mais la ségrégation est a priori optimale pour la position verticale. J'écris volontairement a priori, car l'excellent document http://www.atelier-du-lys.com/img/skins/AXIA_DESCRIPTIF.pdf montre un système à tube/vis horizontal. Mais pour ce système, c'est peut-être le fort diamètre (~10cm) qui permet l'horizontalité.

La position verticale est probablement la meilleure pour la ségrégation ... sous réserve que le milieu soit libre (d'où l'intérêt (entre autres) d'un fort diamètre). Or, avec un système tube/vis, le milieu est exigu, avec beaucoup de frottement. La résistance à la traversée de la matière sèche, compactée, peut constituer une force bien plus importante que la gravité.

Un intérêt éventuel de l'horizontalité est de permettre a priori de caser des sorties de liquide sur toute la longueur du tube (comme une flûte). Les liquides ne sont donc jamais très loin d'une sortie, la distance qu'ils ont à parcourir est raccourcie, le risque de blocage/bourrage est diminué.

On peut probablement concevoir un système tube/vis inclinable. Il devra de toutes façons y avoir un châssis, et il suffirait de pouvoir incliner un peu ce châssis. Cela permettrait eg de passer d'un tube/vis horizontal à une position plus inclinée pour faciliter la remontée de l'huile.

Fixation de la mèche sur l'axe de rotation

... ça dépend de la mèche. Mais a priori, il faut plutôt employer une mèche de fort diamètre.

• Mèche avec base de gros diamètre => forage d'un trou central, puis filetage de ce trou ? (pas facile)
• Mèche avec base de petit diamètre (comme sur les illustrations) => filetage externe et ajout d'un cylindre fileté pour l'accouplement
• Si la longueur de la mèche le permet, on peut aussi tout simplement employer un mandrin de récupération.
• le plus simple : un tuyau acier dont le diamètre interne est le diamètre de la mèche, et percé d'un ou plusieurs petits trous filetés à son extrémité. On enfiche la mèche dedans sur toute sa partie lisse, jusqu'au niveau de la partie non-lisse. Il suffit alors de visser un boulon dans un trou pour bloquer la mèche.