Brevet FR2264476A1 — publié le 19751017

La présente invention se rapporte àun appareil de découpage et de brassage d'une masse de lait caillé dans une cuve à fromage de grand volume. Elle intéresse la fabrication des fromages à pâtes cuites ou demi-cuites, dans laquelle la qualité du découpage de la masse de caillé est un facteur important pour la qualité du produit fini. L'opération de décaillage consiste à découper une masse de caillé en grains plus ou moins gros. L'égalité de taille des grains caractérise un bon décaillage. Ce résultat est particulièrement difficile à obtenir compte tenu de l'évolution du gel de caillé à découper, qui sous l'action de la présure durcit avec le temps0 En outre, certaines conditions de travail des outils trancheurs varient en cours de travails Au début, il s'agit de diviser un gel de caillé compact et d'une grande fragilité, alors qu'ensuite il s'agit de réduire en grains des morceaux de caillé baignant dans le sérum. Ta première partie de l'opération de décaillage, qui est donc la division du gel, est d'une grande difficulté. Elle doit titre réalisée rapidement pour limiter au maximum l'hétérogénéité de dureté des morceaux de caillé découpés avec des vitesses d'outils aussi lentes que possible, pour limiter au maximum les pertes en matière grasse et la formation de poussières de caillé. Pour obtenir ce résultat, il est indispensable de limiter dans une large mesure ltentratnement de la masse de caillé qui est d'autant plus important que les mouvements sont lents. La deuxième partie de l'opération de décaillage qui, à partir des morceaux de caillé découpés, réalise la formation finale des grains1 doit pour ce faire engendrer une action de brassage de plus en plus accentuée. L'opération de brassage qui fait suite au décaillage s'effectue par inversion du sens de marche, après changement manuel ou automatique des outils. Le caractère constamment évolutif des conditions de décaillage et, dans une moindre mesure, des conditions de brassage impose deux impératifs : a) Pouvoir créer des variations de vitesse des outils, avec ou sans inversion du sens de marche. b) Pouvoir engendrer des trajeetoires d'outils variables adaptées à chacune des phases opératoires, principales et intermédiaires! tes dispositifs existants satisfont au premier impératif, mais ne répondent pas au second. Ils comportent, en effet des moyens permettant de faire varier la vitesse des outils, avec possibilité d'inversion du sens de marche ; par contre, pour un dispositif donné, il n'existe, le plus souvent, qu'unie seule trajectoire d'outils parfois deux. Un dispositif de ce type est notamment décrit dans le brevet français 1 359 092 du 17 Octobre 1962 et dans son premier certificat d'addition 84 597 du 22 Octobre 1963, au nom de la Demanderesse. Ce dispositif comprend essentiellement un rotor tournant autour de l'axe vertical d'une cuve cylindrique, ledit rotor portant un système satellite d'axe vertical sur lequel sont fixés un ou deux outils de tranchage0 Le rotor peut encore porter un outil muni de palettes mobiles qui raclent la paroi latérale et le fond de la cuve. Btentratnement du système satellite est obtenu au moyen d'une channe qui relie un pignon "planétaire" fixe, centré sur l'axe de la cuve, à un pignon "satellite" calé sur l'axe de rotation du système satellite0 On conçoit aisément que le rapport des vitesses angulaires du rotor et du système satellite est alors constant et déterminé par le rapport du nombre de dents des pignons "planétaire" et "satellite".Il en résulte que les outils portés par le système satellite possèdent des trajectoires invariables, en forme de courbes cycloidales ; si par exemple le pignon "satellite" comporte trois fois-moins de dents que le pignon "planétaire" les outils décrivent toujours les mêmes courbes cycloldales en forme de trèfles lie but de l'invention est d'obtenir, pour un m8me appareil, une grande variété de trajectoires d'outils, pouvant être décrites à toutes les vitesses désirables et dans l'un ou l'autre sens. De cette manière, il sera possible de choisir le meilleur mouvement d'outils à chaque phase principale ou intermédiaire du décaillage et du brassage, en fonction de la consistance du cail léO A.cet effet, selon l'invention, les moyens dtentratnement du rotor et du système satellite sont indépendants les uns des autres et comprennent un premier moto-réducteur-variateur relié à l'arbre du rotor1 et un second moto-réducteur-variateur logé à l'intérieur du rotor et relié à l'arbre du système satellite. Suivant une forme d'exécution préférée de ce dispositif, l'arbre du rotor est creux et porte, à son extrémité supérieure, un collecteur électrique rotatif permettant l'alimentation du second moto-réducteur-variateur logé à l'intérieur du rotor. Un tel dispositif permet d'obtenir, suivant le rapport des vitesse des deux moto-réducteurs-variateurs, une grande variété -de trajectoires pour les outils portés par le système satellite, la trajectoire d'un point déterminé d'un outil étant toujours une courbe cycloidale. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d' exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil de découpage et de brassage du caillé. Figure 1 est une vne en coupe par un plan diamétral de cet appareil ; Figure 2 est une vue de face du tableau de commande de l'appareil Figures 3 et 4 sont des vues en plan des courbes délimitant la surface balayée par les outils de tranchage, pour deux valeurs particulières du rapport des vitesses du rotor et du système satellite pour un tour de rotor De manière connue, dans l'appareil représenté à la figure 1, le caillé à trancher repose dans une cuve 1 de forme cylindrique, d'axe vertical. Au-dessus de la cuve 1 et suivant un de ses plans diamétraux est disposé un support horizontal 2 soutenu par deux montants latéraux verticaux 3.Un arbre vertical 4 disposé suivant l'axe 5 de la cuve 1 traverse le support 2 à travers un manchon 6 formant palier. li'extrémité inférieure de l'arbre 4 porte un rotor 7 qui est réalisé à la manière d'un carter creux. L'arbre 4 est reliera un groupe moto-réducteur-variateur 8 alimenté par des fils 9 soit directement, soit par l'intermédiaire d'un jeu de pignons d'angle. De plus, l'arbre 4 est creux et porte, à son extrémité supérieure,- un collecteur électrique rotatif 10. Une amenée de courant à l'intérieur du rotor 7 est ainsi réalisée au moyen de fils Il aboutissant aux balais appuyés contre le collecteur 10 et de fils 12 qui traversent la partie creuse de l'arbre 4. Cette amenée de courantalimente un deuxième groupe motoréducteur-variateur 13 logé à l'intérieur du rotor 7. Ce groupe entratne un système satellite monté sur un arbre vertical 14 dont l'axe 15 lié au rotor 7 se situe à une distance R de l'axe 5 de la cuve la cuve De manière connue en soi, le système satellite monté sur l'arbre 14 se compose dtau moins un bras 16 de direction radiale à 11 extrémité duquel est fixé un outil de tranchage 21. Un second bras 18, diamétralement opposé au premier, peut être prévu pour la fixation d'un second outil similaire 19. lie rotor 7 porte, en outre, à l'opposé du système satellite, un outil 20 muni de deux palettes mobiles, l'une 21 verticale et l'autre 22 sensiblement horizontale, qui raclent respectivement la paroi latérale et le fond de la cuve 1. Cet outil est lui aussi connu en soi et ne fait pas l'objet de l'invention. lie rotor 7 contient encore, à son extrémité portant l'outil 20 et opposée à celle portant le système satellite, une masse d'équilibrage 23e lies fils 9 et 11 qui se dirigent vers les deux groupes motoréducteurs-variateurs respectifs 8 et 13 ont leur point de départ au tableau électrique de commande 24 disposé en bout du support horizontal 2. La figure 2 représente, à échelle agrandie, le tableau de commande 24 qui comprend deux parties tout à fait semblables : l'une 25 intéresse ltentratnement du rotor 7 et l'autre 26 intéresse le mouvement du système satellite porté par l'arbre 14 ces deux mouvements étant commandés de façon totalement indépendante. Chacune des parties 25 et 26 comprend s - Un groupe de deux boutons-poussoirs 27 et 28 commandant la variation de vitesse, sous la forme "plus vite" ou "moins vite - Un groupe de deux boutons 29 et 30 pour la commande du sens de rotation, correspondant l'un à la marche "avant", 11 autre à la marche "arrière". - Un bouton 31 pour la commande "marche-arr8t". - Un compte-tours Avec un tel dispositif, l'opérateur peut choisir, pour chacune des phases du décaillage et du brassage, les trajectoires d'outils, les vitesses et les sens de rotation les mieux adaptés. Par exemple, l'opérateur peut décider de réaliser la première phase du décaillage avec des trajectoires d'outils très plates, parcourues à faible vitesse. Dans ce cas, après remplissage de la cuve 1 et mise en marche des deux moto-réducteurs-variateurs 8 et 13, on règle par exemple les vitesses de rotation aux valeurs suivantes . - 10 tours/mn pour le moto-réducteur-variateur 8 entratnant le rotor 7 - 20 tours/mn pour le moto-réducteur-variateur 13 entratnant le système satellite portant les outils 17 et 19 ; à cet égard, on précise bien que les vitesses dtentratnement du système satellite ici indiquées sont des vitesses relatives, mesurées par rapport à un repère tournant avec le rotor 7, et non pas des vitesses absolues. Après arrêt des deux moto-réducteurs-variateurs 8 et 13 par pression sur les deux boutons 31, il peut être procédé à l'emprésurage de la cuve 1. lie gel de caillé étant obtenu, la mise en route simultanée des deux moto-réducteurs est commandée : lie rotor 7 tourne alors à la vitesse de 10 tours/mn dans le sens indiqué par la flèche F sur la figure 3, tandis que le système satellite tourne en sens inverse à la vitesse relative de 20 tours/mn (soit une vitesse absolue de 10 tours/mn). Ainsi, la surface balayée par l'outil 17 se trouve délimitée par deux ellipses très plates 32 et 33 de mimes axes qui sont décrites pendant que l'axe 15 du système satellite parcourt le cercle 34 de rayon R. Il est en effet connu que les ellipses peuvent 8trie considérées comme des courbes cycloidales particulières. Pour illustrer les déplacements de l'outil 17, on a indiqué en traits pointillés un certain nombre de positions de ce dernier qui correspondent aux points marqués sur le cercle 34 et symbolisant des positions particulières de l'axe 15 du système satellite. Si un second outil de tranchage 19 est prévu, il balaie une surface délimitée par deux ellipses 35 et 36 représentées en traits mixtes, et dont les grands axes sont perpendiculaires à ceux des ellipses 32 et 33. On obtient ainsi des vitesses d'outils faibles et un entrat- nement très réduit de la masse de caillé0 L'opérateur peut ensuite modifier la trajectoire des outils en augnentant la vitesse de rotation de l'arbre 14 du système satellite sans faire varier celle du rotor 2. Par exemple : - la vitesse du rotor 7 reste égale à 10 tours/mn - la vitesse de l'arbre 14 est portée à 30 tours/mn, la rotation étant en sens inverse de celle du rotor 7 (soit une vitesse absolue de 20 tours/mn). lie rapport de vitesse rotor/satellite, initialement égal à 1/2, prend à présent la valeur 1/3. La trajectoire des outils est alors plus courbée et parcourue un peu plus rapidement. Ia figure 4 indique les courbes 37 et 38 qui délimitent, dans ce cas, la surface balayée par l'outil 17 pendant que l'axe 15 du système satellite parcourt le cercle 34. Il s'agit de courbes éricclcda- les en forme de trèfle. Pour illustrer les déplacements de l'outil 17, on a indiqué en traits pointillés un certain nombre de positions de ce dernier qui correspondent aux points marques sur le cercle 34 et symbolisant des positions remarquables de l'axe 15 du système satellite0 Afin de ne pas surcharger la figure, on n'a pas indiqué la surface balayée par l'outil 19. Cette surface est délimitée par des courbes cgcloidales se déduisant des courbes 37 et 38 par une rotation de 600. Pour qu'à chaque tour de rotation du rotor les sommets des courbes cycloidales représentés à titre d'exemple par les figures 3 et 4 se déplacent, il suffit de fausser les rapports de vitesse rotor-satellite, par exemple 10-21 tours pour la position suivant figure 3 ou 10-31 tours pour la position suivant figure 4. Il faut bien comprendre que les trajectoires décrites ci-dessus sont seulement des exemples parmi une infinité de trajectoires possibles, puisque la caractéristique essentielle de l'invention est précisément de permettre une multitude de trajectoiresgrâce à deux mot o-ré duct eurs-variateurs commandés indépendamment. C'est ainsi que, si on constate un entraSnement de la masse de caillé pour les trajectoires de la figure 4, on-peut, après arr8t, inverser les sens de marchez Cette opération peut être répétée aussi souvent qu'on le souhaite et on peut par la suite augmenter la vitesse des outils, en augmentant les vitesses de rotation du rotor 7 et de l'arbre 14. Si le rapport des vitesses est conservé, on ne modifie pas les trajectoires des outils ; si ce rapport n'est pas conservé, on change aussi les trajectoires des outils. En cours d'opXration de brassage, on a encore la possibilité d'arrêter le moto-réducteur-variateur 8 assurant l'entrainement du rotor 7, tout en maintenant le mouvement de l'arbre 14 du système satellite. En réglant la vitesse de ce dernier, on-peut obtenir dans la cuve 1 une zone de calme non parcourue par les outils et permettant, par exemple, une extraction du sérums En résumé, les entratnements indépendants du rotor 7 et de l'arbre 14 portant les outils de tranchage 17 et 19 permettent d'imprimer à ces derniers des trajectoires et des vitesses parfaitement adaptées à chacune des opérations de décaillage et de brassage. Comme-il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme dlexécution de cet appareil décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS îc - Appareil de découpage et de brassage d'une masse de lait caillé dans une cuve à fromage de grand volume, du type de ceux comprenant un rotor tournant autour de l'axe vertical d'une cuve cylindrique, ledit rotor portant un système satellite d'axe vertical sur lequel sont fixés un ou deux outils de tranchage caractérisé en ce que les moyens d'entratnement du rotor et du système satellite sont indépendants les uns des autres et comprennent un premier moto-réducteur-variateur relié à ltarbre du rotor, et un second moto-réducteur-variateur logé à l'intérieur du rotor et relié à l'arbre du système satellite0 20 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre du rotor est creux et porte, à-son extrémité supérieure, un collecteur électrique rotatif permettant l'alimentation du second moto-réducteur-variateur logé à l'intérieur du rotor0