Brevet FR2010012A1 — publié le 19700213

i 2010012 La présente invention concerne, d'une part un procédé de plastification de produits alimentaires, en particulier de matières grasses surgelées, tels que du beurre, ou produits analogues qui, en vue de leur stockage, ont été amenés à un état de congélation dure et qui sont réchauf-5 fés lors de la plastification, et d'autre part une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait, par un lent processus de dégel, porter du beurre en blocs, congelé et stocké à des températures de -10° à -30°C, dans toute la masse d'un bloc, à une température d'environ +5° à .+10°C, afin de pouvoir ulté-10 rieurement le traiter dans des machines à doser et à empaqueter. A l'état surgelé, cela n'est pas possible en raison de la fragilité acquise alors par le produit alimentaire. Un inconvénient fondamental de ce procédé connu réside dans le fait que pour le dégel convenable des blocs usuels pesant environ 25 kg, de deux à trois jours sont nécessaires. Un réchauf-15 fement plus rapide, par un apport extérieur intensif de chaleur, conduit, dans la masse du bloc, à un gradient thermique indésirable et, par suite, à une plasticité non uniforme dans le bloc de beurre ; en outre, un dégel rapide peut entraîner une diminution de la qualité. L'invention a pour objet, d'une part de fournir un procédé du type 20 décrit plus haut, par lequel le produit alimentaire peut être plastifié en peu de temps, de préférence de façon continue, sans qu'un apport extérieur de chaleur soit nécessaire, et, d'autre part, de réaliser un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Dans un procédé de plastification de produits alimentaires, tels que 25 du fromage, en particulier de matières grasses surgelées comme le beurre, ou produits analogues, qui en vue de leur stockaget ont été amenés à un état de congélation dure et sont réchauffés lors de la plastification, le réchauffement, conformément à l'invention,est produit par friction interne de structure. Cette friction interne de structure garantit un réchauffement 30 rapide et uniforme de l'ensemble du produit alimentaire grâce auquel on obtient, avec des moyens simples, une plastification uniforme sans risque de pertes de qualité. En outre, grâce au procédé conforme à l'inventionj des produits de même espèce mais de provenance différente peuvent aussi être traités encore à court terme, de sorte que, même en cours(. du procédé 35 de traitement, on peut apporter des corrections de goût ou des modifications dans la composition d'un produit fini souhaité. Ces points de vue ont leur importance, en particulier dans le traitement du beurre et du fromage. La friction interne de structure peut être produite de manière simple du fait que le produit alimentaire est soumis à une action mécanique, par 69 17563 2010012 2 exemple, est compressé et/ou malaxé et/ou extrudé à travers des passages étroits. Ces actions mécaniques peuvent être appliquées d'une part, séparément c'est-à-dire exclusivement les unes des autres et d'autre part, à volonté, en commun dans une séquence temporelle ou simultanément, jusqu'à 5 ce que le produit alimentaire atteigne la température finale souhaitée comprise par exemple entre +5° et +15°C et possède les propriétés d'un produit mou amorphe, c'est-à-dire jusqu'à ce que ledit produit soit plastifié. Pour faciliter la plastification du produit alimentaire il peut 10 être opportun de fragmenter celui-ci, de préférence par voie mécanique ; par exemple, de casser, couper, etc..., ledit produit avant de produire la friction interne de structure. Pour réaliser la plastification de produits alimentaires, il est préférable, conformément à l'invention, de procéder de manière que le produit 15 alimentaire se présentant en blocs congelés durs soit préfragmenté de façon continue, puis mis sous pression et ensuite extrudé ou pressé à travers d'étroits passages et finalement malaxé et fragmenté par cisaillement. Le procédé conforme à l'invention permet donc d'amener le produit alimentaire de façon continue, en une seule opération, à un état de plasti-20 cité assez élevée. Après la plastification, le produit alimentaire peut être facilement traité, le cas échéant mélangé à d'autres composants et, surtout aussi, être envoyé directement dans des machines à empaqueter. Une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit est caractérisée, conformément à l'invention, par au moins un outil de plasti-25 fication disposé dans un carter, outil constitué par exemple par une vis sans fin de transport et de compression. Grâce à l'outil de plastification, le produit alimentaire est aussi bien transporté que mis sous pression, de sorte qu'il se produit une friction interne élevée de structure et par conséquent aussi un échauffement rapide, qui peut déjà conduire à une plas-30 tification notable. La plastification complète du produit alimentaire n'est généralement atteinte, en particulier pour les aliments surgelés, que du fait que le produit alimentaire, après avoir quitté la vis de plastification est amené dans un système auxiliaire d'outils d'extrusion, de malaxage et de 35 cisaillement. Ce système peut aussi consister en une combinaison de disques perforés entre lesquels tournent en plus des étoiles porte-lames, des ailettes malaxeuses, ou organes analogues. Dans ce cas, il existe un grand nombre de possibilités pour régler l'intensité de la plastification en fonction de la matière respective 69 17563 3 2010012 et du degré de plastification souhaité. Pour cela on peut prévoir une ou plusieurs unités de disques perforés et d'étoiles porte-lames interposées, d'ailettes malaxeuses, etc... tournant entre les disques perforés qui peuvent d'un disque à l'autre avoir des perforations de grandeur différente. 5 Une possibilité de modifier de façon continue les diamètres des perforations des disques perforés, réside dans le fait de faire avoisiner directement deux disques perforés et de les monter pivotables 1'un par rapport à l'autre, de manière que, pour une certaine position, leurs perforations coïncident et que le diamètre libre des perforations diminue 10 par un décalage angulaire respectif des disques. Les outils de malaxage et de cisaillement, c'est-à-dire par exemple les étoiles porte-lames peuvent de façon avantageuse, être entraînés par la vis sans fin. Il peut cependant aussi être avantageux de prévoir pour les outils de malaxage et de cisaillement au moins une commande séparée, 15 ce qui donne un champ de réglage particulièrement large, eu égard aux degrés de plastification souhaités. Selon une autre caractéristique de l'invention, la matière, livrée en différentes grosseurs pour la plastification, peut utilement être préfragmentée dans un dispositif généralement mécanique de fragmentation 20 monté en amont de la vis sans fin de plastification, et ensuite être conduite avec régularité à la vis de plastification par l'intermédiaire d'un dispositif de dosage. Pour la préfragmentation mécanique on peut prévoir par exemple une paire dëtoiles de broyage tournant en sens inverses. Comme dispositif de dosage on peut utiliser des vis sans fin creuses ou des appareils 25 analogues. Dans un mode de réalisation préféré de l'objet de l'invention, les outils sont de préférence à vitesse de rotation réglable en fonction de la température, grâce à quoi on peut commander les outils séparément ou en groupe de sorte que,indépendamment de sa constitution initiale, le produit 30 alimentaire peut être amené à la température appropriée à chaque fin d'emploi. De plus, dans le cadre de l'invention, on peut prévoir sur le parcours du produit alimentaire, une sonde de température qui règle la vitesse de rotation des différents outils ou groupes d'outils, par l'intermédiaire d'éléments régulateurs, connus en soi, commandés de préférence électriquement, 35 Le procédé décrit, est, par analogie, aussi utilisable pour le traitement de fromages ou d'aliments semblables qui, à l'état normal ou refroidi, ne SGnt pas susceptibles d'être mélangés ou mis en emballage, et qui, grâce au procédé peuvent être portés à une température homogène, par exemple d'environ 40°C, même sans préfragmentation et en une seule opération. 69 17563 2010012 Le procédé, conforme à l'invention.présente aussi l'avantage particulier qu'il permet d'obtenir une rapide disponibilité de la matière eu égard à l'utilisation du produit alimentaire, et de réduire de çon importante l'encombrement et le nombre d'installations, vu que 5 l'entreposage de dégel, jusqu'à présent obligatoire, n'est plus nécessaire. Dans le traitement du fromage, il est aussi possible de préparer celui-ci, en une seule opération, jusqu'à des températures d'environ 40°C, en ménageant largement son pouvoir nutritif, de sorte que, si on le souhaite, on peut immédiatement mélanger le fromage avec des additifs ou des produits analogues. 10 L'objet de l'invention est décrit ci-après plus en détail, en référence à l'exemple de réalisation représenté schématiquement sur le dessin annexé : Dans le cas de cet exemple de réalisation, comme le montre le dessin, les aliments sont d'abord fragmentés dans le dispositif de 15 fragmentation 1 présentant, dans un carter 2, deus roues ou étoiles de broyage 3 tournant autour d'axes horizontaux et engrenant l'une dans l'autre par leurs bras 4 et formant ainsi entre elles des espaces qui sont plus petits que les blocs de produit alimentaire 5. Les roues de broyage 3 sont entraînés dans des sens de rotation opposés de sorte que les produits 20 alimentaires préconcassés entre les roues de broyage 3 sortent de celles-ci en tombant vers le bas.Au-dessous d'une bouche de sortie 6 du carter 2 est disposée dans un carter 7, une vis sans fin de dosage 8, qui, pour faciliter ici le nettoyage, est inclinée obliquement vers le bas dans le sens de transport du produit. Les dispositifs nécessaires à l'entraînement 25 des étoiles de broyage 3 et de la vis de dosage ne sont pas représentés sur le dessin. L'extrémité de sortie 10 du carter 7 débouche d'en haut dans un carter horizontal de vis sans fin 11 dans lequel est montée une vis sans fin de plastification 12 entraînée à vitesse de rotation constante 30 ou variable par l'intermédiaire d'un moteur non représenté. Grâce à la vis sans fin de plastification 12 entourée par la paroi intérieure du carter 11s le produit alimentaire est comprimé, c'est-à-dire mis sous pression et, de ce fait, soumis à une forte friction interne de structure, de sorte que la température du produit alimentaire s'élève et que le produit alimentaire 35 se plastifie déjà plus ou moins, ce qui dépend de son état initial ainsi que de la pression provoquée par la vis sans fin de plastification 12. A son extrémité de sortie, le carter de vis sans fin 11 présente un tronçon 13 de diamètre élargi, dans lequel sont montés des disques perforés 14 à 17 dont les axes coïncident avec l'axe de la vis sans tSn de plastification 12. 40 Les disques perforés 14, 15 et 16 sont montés & Cîio "CëuiC e les uns des autres. 5*° ORIGINAL 17563 5 2010012 Dans les intervalles qui les séparent sont prévus les outils de malaxage et de cisaillement, dans le cas présent des étoiles porte-lames 18, dont l'arbre 19, situé dans l'axe de la vis sans fin 12, passe à travers des ouvertures ménagées dans les disques perforés 14, 15, et est solidaire de l'entraînement de la vis sans fin 12, de sorte que ces outils 18, lors de la rotation de la vis sans fin 12, sont entraînés dans le même sens de rotation et que le produit alimentaire se trouvant entre ces disques perforés 14 à 16 est fragmenté et malaxé. Après que le produit alimentaire soit sorti du deuxième disque-perforé 15, il parvient, par l'intermédiaire de la deuxième étoile porte-lames 18, aux disques perforés 16, 17 qui portent l'un contre l'autre. Ces deux disques perforés, dont l'un au moins est monté de manière à pouvoir tourner sur son axe, ont des perforations réciproquement assorties l'une à l'autre de telle manière que, pour au moins une de leurs positions respectives, les perforations d'un disqie coïncident complètement avec celles de l'autre et que, par conséquent, il en résulte la plus grande section de passage possible. Si l'un des disques perforés est alors décalé angulairement par rotation par rapport à l'autre, la section de passage des perforations peut, de ce fait, être diminuée, de sorte que la pression établie se trouve augmentée. La friction interne de structure provoquée peut ainsi être encore influencée par la modification de la section libre des perforations des disques 16, 17. Au carter de vis sans fin II, 13, dans l'exemple de réalisation est raccordé, du côté de la sortie, un coude 20 dans lequel pénètre la sonde 21 d'un appareil de mesure de température 22, par lequel la température du produit alimentaire peut être exactement contrôlée. Après le traiement décrit jusqu'ici, le produit alimentaire peut, comme cela est expliqué schématiquement sur le dessin, être conduit à un malaxeur, par exemple, constitué par un broyeur à meules 23. Dans ce malaxeur, dans lequel des additifs peuvent être ajoutés au produit alimentaire maintenant plastifié ou dans lequel aussi un fragmentation très fine du produit alimentaire peut encore s'effectuer, ledit produit est rassemblé en portions. Sortant du malaxeur 23 le produit alimentaire peut être immédiatement placé dans une machine à empaqueter 29. La sonde de température 21 peut de façon avantageuse, ce qui n'est pourtant pas représenté ici, être reliée aussi bien à la commande de l'entraînement des étoiles de broyage 3 qu'aux vis sans fin 8 et 12, de manière que la vitesse opératoire de ces outils soit réglée automatiquement de sorte que le produit alimentaire est, après plastification, à la température 17563 6 2010012 finale souhaitée. De même, le cas échéant, l'un des deux disques perforés 16, 17, peut être pivoté grâce à un entraînement commandé par la sonde de température 21, de sorte que la section de passage, elle aussi, de ces disques perforés 16, 17 est modifiée automatiquement en fonction de la température. Si l'on prévoit un entraînement particulier pour les étoiles porte-lames 18, comme cela n'est également pas représenté sur le dessin, alors cet entraînement, lui aussi, peut encore être réglé par la sonde de température. Ceci présente l'avantage particulier que le débit de l'installation n'est pas modifié par le réglage des étoiles porte-lames 18. 69 17563 7 2010012 REVENDICATIONS 1 - Procédé de plastification de produits alimentaires, en particulier de matières grasses surgelées, tels que du beurre, ou produits analogues qui5en vue de leur stockage, ont été amenés à un état de congé- 5 lation dure et qui sont réchauffés lors de la plastification, caractérisé en ce que le réchauffement est produit par une friction interne de structure• 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce -qu'en vue de la production de la friction interne de structure, le produit 10 alimentaire est soumis à une action mécanique, et par exemple est mis sous pression et/ou malaxé et/ou extrudé à travers d'étroits passages. 3 - Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, avant la production de la friction interne de structure, le produit alimentaire est fragmenté de préférence mécaniquement, par exemple cassé 15 ou coupé. 4 - Procédé selon une des précédentes revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit alimentaire se présentant en blocs congelés durs, est fragmenté de façon continue, puis mis sous pression et ensuite extrudé à travers d'étroits passages et finalement malaxé et fragmenté par 20 cisaillement. 5 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par au moins lin outil de plastification 12 monté dans un carter 11, 13. 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que 25 l'outil de plastification est constitué par une vis sans fin 12. 7 - Installation selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'immédiatement en aval de l'outil de plastification 12 est prévu un système d'outils d'extrusion, de malaxage, et de cisaillement 14 à 18. 8 - Installation selon une ou plusieurs des revendications 5 à 7, 30 caractérisée en ce -qu ' immédiatement après l'outil de plastification 12, est monté dans le carter 11, 13 au moins un disque perforé 14 et 15 et 16, 17. 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les sections des passages à travers les disques perforés 16 et 17 sont réglables5de préférence, en fonction de la température. 35 10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que deux disques perforés voisins (16, 17), munis de perforations correspondantes, sont montés de manière à pouvoir être décalés angulairement par rotation l'un par rapport à 1'autre. 69 17563 2010012 11 - Installation selon une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu' au moins un des disques perforés 14 à 17 est monté de manière à pouvoir être échangé. 12 - Installation selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée 5 en ce qu'entre deux disques perforés 14, 15 et 15, 16 se trouvant à distance l'un de l'autre, est monté au moins un outil rotatif de cisaillement ou de malaxage tel qu'une étoile porte-lames 18. 13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'outil de cisaillement ou de malaxage 18 est solidaire, en rotation 10 de la vis sans fin 12. 14 - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que les outils rotatifs de cisaillement et/ou de malaxage 18 présentent un entraînement indépendant en particulier réglable. 15 - Installation selon une des revendications 12 à 14 caractérisée 15 en ce qu'entre deux disques perforés sont prévus des outils de malaxage et/ou de cisaillement opérant en sens inverses. 16 - Installation selon une des revendications 5 à 15, caractérisée en ce qu'un dispositif de fragmentation est monté en amont de l'unité de plastification. 20 17 - Installation selon une des revendications 5 à 16, caractérisée en ce qu'entre le dispositif de fragmentation 1 et l'unité de plastification est intercalé un dispositif de dosage. 18 - Installation selon une des revendications 5 à 17, caractérisée en ce que les outils 3 et 8, et 12 et 18 sont à vitesse de rotation réglable, 25 de préférence en fonction de la température. 19 - Installation selon une des revendications 5 à 18, caractérisée en ce que sur le parcours du produit alimentaire, de préférence, dans le sens de transport, après le disque perforé 17, est montée une sonde de température 21. 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