CH708143B1 - Dispositif rotatif pour la distribution homogène d'un fluide alimentaire. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un dispositif rotatif (1) pour la distribution de manière homogène d’un fluide alimentaire (12) contenant des particules en suspension, tel que le caillé du lait, comprenant sur un tube d’alimentation (2) du fluide servant d’axe de rotation pour une tête rotative (4), comportant des ouvertures (3) vers des bras de distributions (5a, 5b), ladite tête rotative (4) étant entourée d’au moins deux dits bras de distribution (5a, 5b), chaque bras comportant un coude (6a, 6b) se terminant par une extrémité (7a, 7b), le coude (6a, 6b) formant un angle α avec le reste du bras et l’extrémité (7a,7b) formant un angle β par rapport au plan horizontal de façon à libérer un jet de fluide (13a, 13b) orienté selon une géométrie inégale et dans une direction opposée, pour produire une dépose du fluide selon au moins deux cercles de rayons (R1, R2) différent. D’autres avantages peuvent être combinés, soit le contrôle de la pression du jet (13) par un diaphragme, d’un diamètre de préférence réglable, la fixation d’un diamètre minimum selon le type de pâte du fromage, le nettoyage en place du dispositif sans démontage, y compris le nettoyage des joints à frottement (8, 9). Plusieurs dispositifs rotatifs (1) d’un diamètre différent peuvent être superposés sur le même axe et associés à des hausses de moules configurées pour permettre une répartition homogène du fluide alimentaire entre plusieurs moules adjacents, disposés concentriquement ou en rangées parallèles.

Description

Description [0001] La présente invention concerne un dispositif perfectionné permettant de distribuer de manière homogène une suspension alimentaire fluide, en particulier de remplir du caillé dans des moules. D’autres applications de ce dispositif, même hors du domaine alimentaire, pourraient être compatibles avec des solides fluidisés ou entraînés par soufflerie ou vis sans fin.

[0002] Dans la fabrication industrielle des fromages à pâte pressée, le caillé en suspension dans du petit-lait est transféré par pompage ou gravitation dans des moules, dans lesquels le petit-lait sera drainé puis la masse de caillé sera pressée dans chaque moule individuel.

[0003] Le caillé est un produit fragile qui doit être manipulé avec beaucoup de précaution pour que la qualité du fromage résultant soit irréprochable. Une grande homogénéité du remplissage est requise dans une production artisanale et industrielle car la taille des grains de caillé présente une large distribution. Comme un même volume de caillé inhomogène contient une masse différente de grains de fromage, le volume de remplissage devra être ajusté à la condition la plus défavorable du rapport grains de fromage/petit-lait pour obtenir le poids minimum désiré dans chacun des moules. Il y a un avantage économique à ne pas consommer un excédent de masse de caillé pour satisfaire les conditions de remplissage les moins favorables.

[0004] Une égalisation manuelle de la surface des grains sédimentés est vivement déconseillée car ceci peut provoquer une mauvaise cohésion de la pâte du fromage. De plus, les risques d’infections sont accrus par une intervention humaine en cours de fabrication.

[0005] Afin d’en assurer sa répartition, un flux élevé de caillé sans cisaillement est recherché pour transférer le caillé maintenu chaud de la cuve de caillage vers les moules, sans modifier sa granulométrie. Le nombre élevé de branchements après la pompe d’alimentation qui serait nécessaire pour résoudre simplement le problème de distribution augmenterait le cisaillement et obligerait à utiliser des extrémités de tubes de faible diamètre pour en assurer la répartition. Les essais ont montré que ces extrémités de faible diamètre se colmatent. Ce d’autant plus que les grains de caillé à pâte mi-dure et pâte crue contiennent plus d’eau, sont donc plus tendres et présentent des grains de dimensions supérieures aux grains de caillé à pâte dure. Les essais ont permis de déterminer que l’objet de l’invention devait utiliser un nombre minimum de branchements, ceci avec des bras comportant des extrémités de fort diamètre.

[0006] Pour favoriser la distribution homogène du caillé dans des moules, différentes dispositifs sont aujourd’hui connus, soit un tube simple recourbée introduite à l’intérieur de chaque moule, permettant une introduction tangentielle à la périphérie du moule, par exemple FR 1 463 929 A, un tube divisé en forme de fourche, par exemple DE 3 229 241, ou un tube répartissant son flux sur une plaque de déflexion, décrit par exemple dans US 4 994 287 A.

Cependant, ces dispositifs fixes ne permettent pas d’obtenir une distribution optimale de la masse alimentaire, ni le remplissage simultané de plusieurs moules avec un seul dispositif.

[0007] Des dispositifs rotatifs permettant une répartition d’un fluide non visqueux sont bien connus, comme par exemple celui décrit dans US 5 316 218 A, mais dont la taille restreinte des fentes de giclage, recherchée pour obtenir une vitesse du jet élevée, s’opposerait au passage des particules du caillé, ou celui décrit dans DE 1 913 698 A1, qui comporte des tubes de distribution 24 munis d’ouvertures de distribution 15 symétriques qui déversent le fluide à travers les ouvertures 17 d’un manteau fixe 22, prolongé par des plaques de déversement 30 surmontant chacun des moules 8 répartis sur un seul cercle. Malgré un organe de distribution rotatif, le manteau muni d’ouvertures fixes ne permet qu’un point fixe de déversement du caillé dans le moule, qui induirait une inhomogénéité de répartition du caillé semblable à celle constatée au début de nos essais de pressage. Un tel dispositif induit finalement donc les mêmes inconvénients que les dispositifs fixes n’offrant qu’une dépose à des points fixes immobiles, même si le dispositif comporte des tubes de distribution en rotation.

[0008] La présente invention vise à pallier ces différents inconvénients. Lors d’une série d’essais menée sur le pressage de la masse du fromage drainée, il est apparu que l’égalisation obtenue par le déplacement du caillé sous la presse n’était que partielle, car les grains les plus gros dans le fluide visqueux restaient localisés autour du centre de dépose couvert par un jet de distribution rotatif à un seul rayon R1. De plus, il n’était possible de remplir successivement plusieurs petits moules qu’en les alignant le long de ce rayon R1, ce qui laissait un grand espace vide sur le plateau de la presse. Une nouvelle solution a été inventée, permettant de pallier à cette inhomogénéité, en visant à distribuer simultanément le caillé par des bras présentant une géométrie des angles a et ß des coudes inégale, la distribution étant effectuée selon des rayons multiples R1, R2, ce qui dépose le fluide sur une surface plus étendue que celle couverte par un seul jet, permettant d’utiliser un deuxième alignement de moules le long d’un rayon R2. Ainsi, la dépose sera plus homogène aussi dans un moule unique présentant une large surface. La présente invention consiste en une tête rotative mise en rotation par du fluide contenant la suspension alimentaire émis tangentiellement par chaque extrémité de fort diamètre d’au moins deux bras de distribution dont la géométrie caractéristique n’est pas égale. Ceci permet de produire une trajectoire de distribution selon au moins deux cercles chacun d’un diamètre différent.

[0009] D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront de la description et des dessins ci-après, relatifs à un exemple non limitatif. Les dessins annexés se rapportent aux parties suivantes du dispositif: la fig. 1 est une vue schématique en coupe du dispositif rotatif selon l’invention dans une exécution comportant une extrémité pour chaque bras, dont la géométrie des coudes n’est pas égale; la fig. 2 est une vue en perspective du dispositif rotatif, comprenant sur le même tube d’alimentation deux têtes rotatives superposées, dont la géométrie des coudes n’est pas égale et dont la longueur des bras de distribution de chacune des têtes est différente; la fig. 3 est une vue en perspective du dispositif rotatif comprenant une tête rotative utilisée pour répartir du caillé entre 4 moules surmontés d’une hausse; la fig. 4 est une vue schématique de la disposition de moules à remplir disposées en 2 cercles concentriques. la fig. 5 est une vue en perspective de l’ensemble dispositif rotatif positionné sur une hausse divisée par des sec teurs la fig. 6 une vue schématique de la disposition de formes à remplir disposées en lignes parallèles.

[0010] Le dispositif rotatif 1 illustré en fig. 1 qui comporte une tête rotative 4, distribuant un fluide 12 fourni sous pression, montée sur un tube d’alimentation 2 creux muni d’ouvertures 3, est caractérisé dans un premier exemple d’exécution par plusieurs bras de distribution 5a et 5b qui se terminent chacun sous forme d’une extrémité 7a et 7b, dont le jet 13a et 13b (ce dernier masqué sur la Fig. 1) est dirigé selon une géométrie inégale et chacun dans une direction opposée, au moyen de l’aménagement de chacun des coudes 6 selon des angles présélectionnés. Le jet de fluide 13a est orienté vers un rayon R1, par l’angle a (alpha) a-a et l’angle ß (bêta) ß-a du coude 6a que forme l’extrémité 7a par rapport au plan horizontal. Le jet de fluide 13b est orienté vers un rayon R2, par les angles a-b et ß-b du coude 6b. Ces angles sont plus clairement visibles sur la vue en perspective de l’extrémité 7b de la fig. 2.

[0011] Le diamètre interne des tubes et des extrémités 7 du dispositif rotatif 1 restent substantiellement constants, de manière à ne faire subir que peu de cisaillement aux particules qui sont en suspension dans le fluide. Cependant, les joints à frottement 8 et 9 des têtes rotatives contre le tube d’alimentation 2 ont été choisis avec un très faible coefficient de friction, de manière à ce que le jet excentré de fluide puisse mettre la tête rotative 4 en mouvement rotatif avec une faible vitesse du jet 13. Le mécanisme de fixation 10 de la tête rotative participe aussi au faible coefficient de friction. L’inertie de la tête rotative assure une rotation à vitesse stable, ce qui combiné à une hauteur statique constante du fluide offre une distribution très homogène sur tous les 360° dans les récipients placés sous ce dispositif rotatif de distribution.

[0012] Une seconde forme d’exécution, représentée en Fig. 2, est un dispositif rotatif de distribution pour lequel le débit du jet 13 peut être contrôlé par une restriction du diamètre interne du dispositif rotatif (1), soit par un diaphragme 21 réduisant le diamètre interne du tube 2, soit à une dimension fixe, soit permettant un diamètre réglable en continu dont une exécution comportant un élastomère est préférée, soit par une pièce en forme de cône coiffant l’extrémité 7 du bras, ces trois solutions pouvant être combinées sur une même tête rotative.

Une telle restriction permet d’obtenir une surpression dans les branchements d’alimentation, favorisant avec un diaphragme réglable un débit aménageable du fluide aux extrémités 7 de différents dispositifs rotatifs, indépendamment de leur rayon ou de la longueur des tubulures situées après une pompe d’alimentation commune.

En aménageant pour chacune des extrémités de la même tête des pièces en forme de cône de dimensions différentes, des jets de longueur inégale peuvent aussi être obtenus, dans cette deuxième alternative, un autre moyen permettant de produire des jets de fluide d’un diamètre R1 et R2 différent.

[0013] Une troisième forme d’exécution est un dispositif rotatif de distribution pour lequel une limite inférieure du diamètre interne du tube d’alimentation 2 diaphragmé ou de l’extrémité 7 de chacun des bras 5, spécifique au type de caillé distribué, est respectée, afin d’assurer une répartition homogène et d’éviter le colmatage et le cisaillement excessif du caillé. Les essais ont montré que ce diamètre minimum est de l’ordre de 12 mm pour la pâte dure et mi dure, alors que pour la pâte molle qui comprend de plus grosses particules, ce diamètre est de 18 mm.

[0014] Une quatrième forme d’exécution est un dispositif rotatif de distribution pour lequel le jeu de l’espace 11 entre les joints à frottement 8, 9 de la tête rotative et le tube d’alimentation 2 est réglé de manière à ce qu’une faible partie liquide du fluide alimentaire puisse s’échapper entre les joints à frottement 8, 9 et le tube d’alimentation 2, mais que les plus petits grains de ce fluide en suspension soient retenus. Cette caractéristique favorise une rotation aisée avec un faible débit 13 dû à une très faible friction des joints dans ces conditions. Elle offre aussi l’avantage, lorsque la tête rotative 4 est réutilisée pour distribuer les fluides dans la procédure de nettoyage, de permettre la complète stérilisation de la tête rotative 4 par le passage du fluide chimique sous pression dans la totalité de l’espace 11.

[0015] Une cinquième forme d’exécution, illustrée dans la fig. 2, est une manière alternative d’exécution du dispositif rotatif 1 de distribution mettant en oeuvre des têtes rotatives 4a et 4b dont la géométrie caractérisant est la longueur différente des bras, disposées de façon superposée. Le fluide alimentaire fourni en même temps par un seul tube d’alimentation 2 alimenté par une seule pompe présente l’avantage d’être ainsi réparti entre deux groupes de moules disposés en deux cercles concentriques, selon des rayons R1, R2 différents, comme présenté aussi dans la fig. 4. Les débits différents qui sont désirés dans chacune des deux têtes rotatives 4a et 4b sont ajustés par deux diaphragmes ajustables 21 et 22 montés sur chacune des têtes rotatives.

[0016] Une sixième forme d’exécution, illustrée dans la fig. 3, est un ensemble comprenant un dispositif rotatif 1 de l’invention utilisé à l’intérieur d’une hausse unique 31 de forme suffisamment grande pour recouvrir de multiples moules à remplir et comportant des parois formant des secteurs de taille identique soit de forme circulaire, soit en segments divisant la hausse 51 comme illustré dans la fig. 5 et comportant des ouvertures circulaires concentriques aux moules 32. Des parois peuvent segmenter une telle hausse 51 en secteurs de taille identique comme illustré dans la Fig. 5. Avec un réglage optimisé des multiples rayons R1, R2 de dépose du fluide offert par le dispositif rotatif 1 et de la configuration des parois de la hausse, une répartition homogène du fluide alimentaire est obtenue entre plusieurs moules adjacents, disposés concentriquement (exemple de la Fig. 4) ou en rangées parallèles (illustré dans la Fig. 6).

[0017] Le remplissage obtenu est particulièrement homogène et la faible quantité de caillé déposée sur le fond de la hausse entre les moules permet en fin de remplissage de recharger la surface de chacun des moules remplis.

[0018] Enfin, le dispositif rotatif de distribution selon l’invention n’est pas limité aux avantages des exemples présentés précédemment, mais offre aussi des avantages additionnels par une combinaison de plusieurs des différents objets exposés selon la portée des revendications.

Claims (6)

1. Revendications

   1. Dispositif rotatif (1) comportant une tête rotative (4) pour la distribution de manière homogène d’un fluide alimentaire (12) contenant des particules en suspension, montée sur un tube d’alimentation (2) du fluide servant d’axe de rotation, comportant des ouvertures (3) vers de bras de distributions (5a, 5b), une paire de joints à frottement (8, 9) qui se trouvent entre le tube d’alimentation (2) du fluide et la tête rotative un mécanisme de fixation (10) de la tête rotative (4), ledit dispositif étant caractérisé en ce que la tête rotative (4) est entourée d’au moins deux dits bras de distribution (5a, 5b), chaque bras comportant un coude (6a, 6b) se terminant par une extrémité (7a, 7b), le coude (6a, 6b) formant un angle a avec le reste du bras et l’extrémité (7a,7b) formant un angle ß par rapport au plan horizontal de façon à libérer un jet de fluide (13a, 13b) orienté selon une géométrie inégale et dans une direction opposée, pour produire une dépose du fluide selon au moins deux cercles de rayons (R1, R2) différents.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre minimum interne du dispositif est restreint soit par un diaphragme fixe ou réglable, et/ou par un cône coiffant l’extrémité (7) du bras de distribution (5).
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 à 2, caractérisé par le diamètre minimum interne du dispositif qui est de 12 mm pour le caillé destiné à la production de fromages à pâte dure et mi-dure et de 18 mm pour le caillé destiné à la production de fromages à pâte molle.
4. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les joints à frottement (8, 9) ont un jeu tel que le fluide alimentaire et les fluides de stérilisation dans une phase de nettoyage en place du dispositif sans démontage puissent s’échapper entre le joint (8, 9) et le tube d’alimentation (2), mais des grains de taille prédéterminée en suspension dans le fluide sont retenus.
5. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins deux têtes rotatives (4a, 4b) de distribution de rayon différent (R1, R2) sont montées simultanément sur le même tube d’alimentation (2) et avec la même alimentation de fluide alimentaire, le débit de chaque dispositif étant réglé par un diaphragme réglable (21,22).
6. 6. Ensemble comprenant un dispositif rotatif selon les revendications 1 à 5 et une hausse de remplissage divisée par des parois en secteurs de taille identique dont le fond est muni d’ouvertures multiples chacune centrée sur un moule.