Brevet FR2290146A1 — publié le 19760604

L' invention due à Reinhold GUTERMUTH, Sigurd KAMM, Conrad LENZ, Simon REDL, est relative à un appareil à préparer du fromage, comprenant un récipient cylindrique et un dispositif de coupe, tournant autour de l'axe du récipient cylindrique, en forme de cadre et comportant un grand nombre de fils métalliques tendus verticalement, disposés côte à côte en direction radiale, et un grand nombre de fils métalliques tendus radialement, disposés côte à côte en direction axiale. Dans un tel appareil, du lait est chauffé jusqu'à la temp- rature nécessaire, est additionné de prisure et s'épaissit. Le dispositif de coupe sert à subdiviser le lait épaissi en éléments de la grosseur nécessaire pour que le mélange de petit lait et de pate à fromage obtenu puisse s'écouler de l'appareil et entre amené à un poste de traitement ultérieur. Dans les dispositifs de coupe connus cette opération s'effectue en deux étapes.Tout d'abord le cadre de coupe préalablement introduit dans l'appareil avant que le lait s'épaississe est tourné de 3600 autour de l'axe du cylindre, de manière à subdiviser le lait épaissi en une multitude d'anneaux fermés, correspondant en nombre et en dimensions aux mailles du réseau formé par les fils métalliques tendus radialement et axialement. Ensuite un appareil de coupe en secteur est introduit dans l'appareil à préparer le fromage, cet appareil de coupe comportant un grand nombre de fils métalliques ou de las, dirigés radialement à une certaine distance angulaire l'un de l'autre, qui subdivisent les anneaux fermés en éléments approximativement en forme de cubes ou de parallélépipèdes. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de coupe destiné à subdiviser le lait épaissi dans un appareil à préparer le fromage de telle manière que les éléments de pate puissent entre formés en une seule opération sans avoir à changer d'appareil de coupe, ni à modifier un tel appareil. Pour résoudre ce problème, conformement à l'invention, le cadre de coupe est muni d'un mécanisme d'entratnement à oscillations verticales et, dans chacun d'au moins deux plans contenant l'axe du cylindre et espacés angulairement l'un de l'autre, comporte un groupe de fils métalliques tendus radialement, l'espacement angulaire des deux groupes de fils, l'espacement de ces fils dans les groupes, la vitesse de rotation et la fréquence d'oscillation étantchoisist les uns par rapport aux autres, de telle manière que les fils métalliques des deux groupes décrivent, au cours des mouvements de rotation et d'oscillation simultanés, des trajectoires qui, selon une coupe cylindrique, ont la forme de sinusoldes se coupant et éventuellement tangentes l'une à 1' autre. Si le cadre de coupe ne contenait, comme auparavant, qu'un groupe de fils métalliques tendus radialement, on obtiendrait, au cours des mouvements simultanés de rotation et d'oscillation du cadre, des anneaux ondulés sinusoldalement à la place des anneaux cylindriques obtenus précédemment. Mais grâce au second troupe de fils métalliques tendus radialement, dont les lignes de coupe sinusoIdales, considérées en coupe cylindrique, sont décalées angulairement par rapport aux lignes de coupe du premier groupe de fils métalliques tendus radialement et, par conséquent, coupant celles du premier groupe, on obtient non des an neaux fermés mais un grand nombre d'éléments de påte à fromage. Un dispositif de coupe destiné à un appareil d préparer du fromage, ou caséificateur, doit le plus possible être réalisé sous une forme telle qu'on obtienne des éléments de påte essentiellement de mdme grandeur. Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, par le fait que chacun des fils métalliques tendus radialement de l'un des groupes se trouve à la même hauteur axiale qu'un-fil tendu radialement de -l'autre groupe. que la distance axiale entre fils correspond d la course du mécanisme d'entrainement dwoscillation et que l'espacement angulaire des fils est égal à la moitié de la longueur d'onde (exprimée en unité d'angle) définie par la vitesse de rotation et la fréquence d'oscillation. Si on considère des lignes de coupe que l'on obtient, en coupe cylindrique, les lignes de coupe de deux fils métalliques téndus radialement, situés à la même hauteur axiale, sont décalées l'une par rapport à l'autre d'une demi-longueur d'onde, de sorte que les maximums des lignes de coupe de l'un de ces fils sont situés verticalement au-dessus des minimums des lignes de coupe de l'autre fil et que les minimums ou les maximums des lignes de coupe des fils tendus radialement de l'un des groupes sont tangents respectivement aux maximums ou aux minimums des lignes de coupe des fils tendus radialement, de l'autre groupe, et avoisinants suivant la direction axiale. Il est avantageux de réaliser le cadre de coupe sous une forme telle que les fils tendus verticalement dans le cadre de coupe sont disposés entre les plans qui contiennent les deux groupes de fils tendus radialement, à une certaine distance de ceux-ci. I1 faut éviter que les fils tendus axialement reposent sur les fils tendus radialement d'un groupe, car la résistance de ces points de croisement, lors du passage du cadre de coupe à travers la masse de fromage, est supérieure à celle d'un seul fil métallique. Dans un caséificateur dont le récipient cylindrique est réalisé sous la forme d'un récipient annulaire et dans lequel la pâte à fromage est subdivisée par des fils métalliques ou des lames de coupe, en éléments de pâte de la grandeur désirée, on se heurte, d'une manière très générale, à la difficulté que, pour les éléments de patte situés le long de la paroi intérieure du récipient annulaire, leur dimension suivant la direction pé riphérique est plus petite que pour les éléments de pdte situés le long de la paroi extérieure du récipient annulaire.Le problême se pose donc, dans un caséificateur de ce genre et notai- ment un caséificateur du genre décrit au préambule, de réaliser le caséificateur sous une forme telle qu'on obtienne une diff- rence, la plus petite possible, entre les longueurs, mesurées suivant la direction périphérique, des éléments de pate situés respectivement le long de la paroi intérieure et de la paroi extérieure du récipient. Pour résoudre ce problème, conformément à l'invention, le diamètre intérieur du récipient est d'environ 400 i 700 - et le diamètre extérieur d'environ 2.000 à 2.300 mm et le rapport du diamètre extérieur au diamètre intérieur est inférieur à 4,5/1, de préférence est égal à 3j5/1. En principe la largeur radiale du récipient annulaire pourrait naturellement entre encore réduite, la différence de dimensions des éléments de pâte diminuant. Mais d'une part, le caséificateur doit pouvoir recevoir un volume déterminé de lait sans que ses dimensions en direction axiale ou son diamètre ex térieur soient exagérés et faute part, pour une faible largeur radiale du récipient annulaire, le brassage du mélange de pâte à fromage et de petit lait pose des problèmes. Le mode de réalisation du récipient annulaire conforme à l'invention se manifeste d'une manière particulièrement avanta geuse avec un cadre de coupe du genre décrit ci-dessus ;en effet. dans le cas d'un diamètre intérieur trop petit du récipient annulaire, la distance, au voisinage de la paroi intérieure de celui-ci, entre les deux groupes de fils métalliques tendus radialement serait si faible qu'il ne se produirait plus d'éléments de pâte bien définis, ou que ceux-ci, à l'extraction du mélange de p te et de petit lait hors du caséificateur, se briseraient et s'écouleraient avec le petit lait. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe, passant par l'axe, d'une moitié d'un caséificateur dans lequel est suspendu un cadre de coupe, - la figure 2 est une vue en plan, de dessus, du caséificateur dans la région du cadre de coupe - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 ; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; - la figuré 5 est une coupe du mécanisme d'entrainement à oscillations du cadre de coupe, suivant la ligne V-V de la figure 1 ; et -la figure 6 est un extrait du dessin de lignes de coupe que l'on obtient avec le cadre de coupe conforme à l'invention, en coupe cylindrique autour de l'axe du caséificateur. Sur la figure 1 on distingue un caséificateur, comportant un récipient 10, réalisé sous forme annulaire, dont la paroi extérieure cylindrique 12 entoure coaxialement une colonne 14 contenant l'axe du récipient 10. Le récipient 10 comporte un double fond 18, contenant des canaux annulaires de fluide de chauffage 16,et repose sur des supports 20. Les arrivées et les départs des canaux de fluide de chauffage n'ont pas été représentés. ici. Le récipient 10 peut être obturé par un couvercle amovible non représenté ici, qui s'engage par dessus le bord 21 du récipient 10. A l'intérieur du récipient 10 on distingue un cadre de coupe, désigné dans son ensemble par 22, qui occupe essentiellement la section du récipient 10 entre la paroi de la colonne 14 et la paroi extérieure 12 du récipient. Le cadre de coupe 22 est fixé d'une manière amovible au bras tournant 24 qui, de son côté, est rigidement lié à un plateau tournant 26 monté et tournant sur la colonne 14.Le bras tournant 24 et le plateau tour nant 26 forment, conjointement avec un mécanisme d'entrainement, non représenté ici, du plateau tournant, un ensemble agitateur qui sert à faire tourner le cadre de coupe 22 ou, à sa place, des outils agitateurs liés au bras tournant et non représentés ici, à travers l'expace annulaire du récipient 10, autour de la colonne 14. Sur le plateau tournant 26 est disposé un moteur d'entrainement 28 qui, par l'intermédiaire d'un arbre 30 traversant le bras tournant 24 et d'une tete d'excentrique 32, disposée sur l'extrémité radialement extérieure du bras tournant 24, produit le mouvement de soulèvement et d'abaissement du cadre de coupe 22. Comme on le voit sur la figure 2, le cadre de coupe est disposé, pour faciliter son remplacement, latéralement sur la tête d'excentrique 32, ceci de telle manière qu'il se trouve dans un plan contenant l'axe du récipient 10. Les limites extérieures du cadre de coupe 22 sont constituées par -une barre horizontale supérieure 34, un profilé de tôle 36 situé radialement à l'intérieur, un profilé de tôle 38 situé radialement à l'extérieur 38, ainsi que par une barre horizontale inférieure 40. Entre le profilé de tôle intérieur 36 et le profilé de tôle extérieur 38 sont tendus respectivement, en direction radiale, dans deux plans contenant l'axe du caséificateur 10 et formant entre eux un angle , des fils équidistants axialement 42 et 44. Chacun des fils 42 se trouve à la même hauteur axiale qu'un des fils 44. Dans un plan contenant l'axe du récipient 10, à égale distance angulairement entre les plans des fils 42 et 44, des fils 46 équidistants radialement sont tendus axialement entre la barre inférieure 40 et la barre supérieure 34.L'espacement des fils tendus radialement et celui des fils tendus axialement sont égaux, de sorte que le cadre de coupe 22, tel qu'il est représenté sur la figure 1, apparait comme un réseau à mailles carrées, formé par les fils tendus radialement 42 et 44 et par les fils tendus axialement 46. Pour rigidifier le cadre de coupe 22, sont prévues, dans sa partie inférieure, des entretoises 48 et 50, dirigées radialement, décalées en direction axiale l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles ainsi qu'à la barre inférieure 40 par des fils 52, 54, 56. Pour ne pas produire trop de lignes de coupe dans la masse de fromage, les fils tendus radialement les plus proches des entretoises 48, 50 sont supprimés leurs fonctions sont assumées par les entretoises 48 et 50 elles-mdmes. La figure 5 montre des détails de la tête d'excentrique spéciale, destinée à soulever et abaisser le cadre de coupe. Le bras tournant 24 est rigidement lié, à son extrémité radiale extérieure, à une pièce de tête 58 essentiellement rectangulaire. Dans un palier 60, porté par la pièce de tête 58 est monté l'ar bre 30 ; sur l'extrémité radiale extérieure 62, de cet arbre, élargie en forme de plateau, est articulée excentriquement une bielle 64.. L'autre extrémité de la bielle 64 est articulée à un cadre glissant 66 qui entoure la pièce de tête 58 et glisse sur celle-ci d'un mouvement de va-et-vient vertical guidé. Ce gui dage est assuré ici par deux nervures de guidage 68, formées dans la pièce de tête 58, ainsi que par des blocs de glissement 70, s'appliquant sur les nervures de guindage 68 et vissés sur le cadre de glissement 66.Les blocs de glissement 70 sont réalisés en matière sthétique, de préférence en polyamide, car, du fait que la tête d'excentrique 32 travaille dans un caséificateur, les pièces qui glissent l'une sur l'autre ne peuvent être lubrifiées. Sur le cadre glissant 66 sont prévus deux rebords 72, 74 qui servent à fixer le cadre de coupe 22 sur la tête d'excentri que 32. A cet effet, un tube de section quadrangulaire 76, fixé 9 la barre supérieure 34 du cadre de coupe 22, au milieu de celle ci, est accroché entre-les rebords 72* 74, à l'aide d'une ch! ville, non représentée ici, rigidement liée au tube quadrangu laire 76, et est verrouillé au moyen d'une goupille, également non représentée ici, traversant le rebord 72 ainsi que le tube quadrangulaire 76. Ce dispositif de verrouillage, constitué par les rebords 72, 74 et la goupille, sert également à fixer les outils agitateurs utilisés avant et après l'épaississement du lait à l'intérieur du caséificateur. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante. Après addition de prisure au lait cfiauffé dans le caséifi cateur, le cadre de coupe 22 est introduit dans le caséificateur 10 et est fixé à la tête d'excentrique 32. Une fois le lait épaissi, le cadre de coupe 22, à l'aide d'une rotation de 360* du plateau tournant 26 autour de son axe, est tourné d'un tour, à travers ltespace annulaire du récipient 10 situé entre' la paroi extérieure 12 de celui-ci et la colonne 14. En même temps le ca dre de coupe est soulevé et abaissé par le mécanisme formé par le moteur 28, l'arbre 30 et la tête d'excentrique 32 (double flèche A de la figure 1).Si on considère la surface de coupe cylindrique décrite par un fil métallique tendu axialement 46, on voit que les fils métalliques tendus radialement 42, 44 décrivent des lignes de coupe (an. bn) dont le dessin est représenté sur la figure 6. Conformément à l'invention, le rayon, désigné par Ras de la paroi extérieure du récipient 10 doit être compris entre 1.000 et 1.150 mm et le rayon, désigné par Ri > de la paroi intérieure du récipient 10 (rayon de la colonne 14) entre 200 et 350 mm. Le rapport Ra/Ri doit donc être inférieur à 4g5/1, de préférence sensiblement égal à 3,5/1. Pour une même surface de base du récipient annulaire 10, ce rapport est d'autant plus petit que Ra est plus grand. Mais la différence entre R et a Ri ne peut pas être trop petite ; autrement les outils agitateurs ne pourraient plus être introduits et travailler efficacement dans l'étroit espace annulaire restant. Enfin, à titre illustratif, on donnera un exemple numérique. Pour un récipient de diamètres 2 Ri 3 600suc et 2 Ra = 2.160 mm on obtient, avec = 3,6e, pour la longueur c. mesurée en direction périphérique, des éléments de pâte (figure 6) situés contre la paroi intérieure environ 19 min et pour ceux situés contre la paroi extérieure environ 67 mm. De ces indications il résulte que l'excentrique du mécanisme d'entratne- ment d'oscillation doit effectuer 50 tours, par tour du cadre de coupe à l'intérieur du récipient annulaire. REVENDICATIONS 1. Appareil à préparer du fromage, comprenant un récipient cylindrique et un dispositif de coupe, tournant autour de l'axe du récipient cylindrique, en forme de cadre et comportant un grand nombre de fils métalliques tendus verticalement, disposés côte à côte en direction radiale, et un grand nombre de fils métalliques tendus radialement, disposés côte à côte en direction axiale, lequel appareil est caractérisé en ce que le cadre de coupe (22) est muni d'un mécanisme d'entrainement à oscillations verticales (28, 30, 32) et, dans chacun d'au moins deux plans contenant l'axe du cylindre et espacés angulairement l'un de l'autre, comporte un groupe de fils métalliques tendus radialement (42, 44), ltespacement angulaire des deux groupes de fils, l'espacement de ces fils dans les groupes, la vitesse de rotation et la fréquence d'oscillation étant choisis, les uns par rapport aux autres, de telle manière que les fils métalliques des deux groupes décrivent, au cours des mouvements de rotation et d'oscillation simultanés, des trajectoires qui, selon une coupe cylindrique, ont la forme de sinusoïdes (a n - bn) se coupant et éventuellement tangentes l'une à l'autre. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des fils métalliques tendus radialement (42) de l'un des groupes se trouve à la même hauteur axiale qu'un fil tendu radialement (44) de l'autre groupe, que la distance axiale entre fils correspond à la course du mécanisme d'entrainement d'oscillation (28, 30, 32) et que l'espacement angulaire des fils (42, 44) est égal à moitié de la longueur d'onde (exprimée en unité d'angle) définie par la vitesse de rotation et la fréquence d'oscillation 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que les fils tendus verticalement (46) dans le cadre de coupe (22) sont disposés entre les plans qui contiennent les deux groupes de fils tendus radialement (42, 44), à une certaine distance de ceux-ci. 4. Appareil à préparer du fromage comportant un récipient annulaire et un dispositif de coupe que l'on peut introduire dans ce récipient annulaire, en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diamètre intérieur (2 Ri) du récipient (10) est d'environ 400 à 700 mm et le diamètre eXtérieur (2 R ) d'environ 2.000 à 2.300 mm et le a rapport (Ra/Ri) du diamètre extérieur au diamètre intérieur est inférieur à 4,5/1, de préférence est égal à 3,5/1.