Brevet FR2494557A1 — publié le 19820528

Procédé pour le barattage de la crème lors de la production de beurre en continu et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention se rapporte d'une façon générale à la technique de fabrication du beurre sur les machines a' beurre continues. Pendant très longtemps, la fabrication du beurre a été réalisée dans des barattes conventionnelles qui différaient entre elles par leur forme, mais dont le principe d'action était identique. Ces barattes comportaient une cuve de grand volume dans laquelle on introduisait la crème à baratter, en veillant à ce que le volume de celle-ci ne dépasse pas 40 % du volume total de la cuve. Au cours d'un premier temps, on agitait alors violemment la crème dans la cuve et, du fait du volume d'air important contenu dans celle-ci, il se produisait un mélange intime et la crème foisonnait jusqu'à obtenir une consistance que les beurriers appelaient la "Chantilly". Cette opération représentait la partie la plus longue du barattage.Puis dans un deuxième temps, lorsque la crème du fait de l'incorporation de l'air avait pris une consistance payeuse, la rotation de la cuve occasionnait des chocs sur cette masse, en produisant une inversion de phase par éclatement des globules gras et en libérant la phase grasse dune part et la phase liquide d'autre part. Depuis une vingtaine d'années les machines d beurre continues ont progressivement remplacé les barattes conventionnelles. Dans les matériels existants jusqu'ici, la crème est introduite dans un cylindre de barattage dans lequel tourne un batteur animé d'une vitesse importante, ce qui provoque en un temps très court dans ce cylindre les deux opérations successives d'émulsion de la crème par incorporation d'air et d'inversion de phase par action mécanique. Les vitesses de rotation utilisées pour le batteur sont toutefois a l'origine d'inconvénients en ce qui concerne la formation du grain de beurre, ce qui entrain par voie de consquence une perte plus importante sous forme de babeurre, et on a cherché jusqu'ici à perfectionner ces machines en modifiant la forme des cylindres, la conception des batteurs ou l'état de surface des parois. Ceci a abouti à des réductions non négligeables des vitesses de rotation des batteurs, mais ces vitesses restent cependant élevées. Le but de l'invention est de créer un procédé et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé remédiant aux inconvénients des processus et des machines existants et permettant d'obtenir une meilleure formation du grain de beurre. L'invention concerne, sous l'un de ses aspects, un procédé pour le barattage de la crème lors de la production de beurre en continu, caractérisé en ce qu'on provoque au cours d'un premier stade, pendant l'acheminement en continu de la crème, l'émulsion de celle- ci dans une zone ou enceinte interposéedans le trajet de la crème, par injection d'air comprimé, pour sa conversion en une masse pâteuse, et en ce qu'on provoque, au cours d'un second stade, l'inversion de phase requise pour la production du beurre, dans une seconde zone ou enceinte, par action mécanique. Le barattage en continu de la crème pour former le beurre a lieu ainsi en deux temps. Au cours du premier temps, la crème est émulsionnee dans l'enceinte et est amenée à un état de masse piteuse formant ce que les beurriers dénommaient la "Chantilly", puis au cours d'un deuxième temps la crème préalablement émulsionnée subit une inversion de phase avec transformation en gnbn de beurre et babeurre. De façon avantageuse, l'émulsion de la crème dans l'enceinte précitée au cours de son acheminement, sous l'effet de l'air comprimé est assurée à un degré tel que cette crème soit amenée à une condition de pré- paration qui se trouve juste à la limite de l'inversion de phase. Cette émulsion de la crème par mélange d'air a lieu sous l'effet de la détente de l'air comprimé, qui peut être admis sous une pression élevée de 8 à 10 bars par exemple, par un effet statique et sans aucun moyen mécanique. L'inversion de phase peut alors être réalisée aisément par une action mécanique légère, qui peut avoir lieu par exemple dans l'ensemble de barattage classique des machines à beurre continues, ou dans un dispositif de malaxage mécanique équivalent. Les avantages résultant de ce procédé sont nombreux et importants. Ainsi, du fait que l'inversion de phase ne nécessite plus qu'une action mécanique légère, cela permet de diminuer très sensiblement la vitesse de rotation des batteurs lorsque cette inversion a lieu dans un cylindre de barattage classique de machines continues. Cette réduction de vitesse peut dépasser 50 %. I1 en résulte, comme on le comprendra, une importante diminution de la consommation d'énergie et de l'usure des parties mécaniques de la machine. L'inversion de phase réalisée par une action mécanique légère permet également une formation plus poussée du grain de beurre, ce qui aboutit à une nette diminution des pertes de matière grasse dans le babeurre et une réduction de l'humidité initiale des beurres avant le réglage final. Ceci est très important pour l'utilisation des nouvelles méthodes de production de beurres acides par injection de ferments et concentrés dans le beurre, ainsi que pour la production des beurres salés obtenus par injection de saumure. I1 résulte également de cette subdivision en deux temps du barattage une souplesse d'emploi très augmentée de la machine à beurre, qui peut beaucoup plus facilement admettre d'importantes variations dans le pourcentage de matière grasse ou dans la température des crèmes barattées.Enfin, la réduction de la vitesse de rotation des batteurs.a également pour conséquence une diminution de l'echauffement résultant de l'action de barattage, ce qui permet d'obtenir des qrains de beurre très froids et, à la sortie de la machine, des beurres extrêmement fermes se cristallisant rapidement ce qui est de plus en plus recherché par les beurreries. L'invention concerne également, sous un autre aspect, une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant une enceinte ou chambre d'émulsion et un dispositif de malaxage mécanique séparés l'un de l'autre et montés l'un derrière l'autre dans le trajet de la crème, entre la pompe à crème ou la source équivalente et le point de sortie du beurre produit dans l'installation. L'enceinte d'émulsion est, suivant l'invention, constituée par une chambre interposée dans le trajet de la crème et comportant des moyens pour l'injection d'air comprimé dans la crème traversant cette chambre. Cette enceinte peut, sans s'écarter de l'invention, être prévue indifféremment en un point quelconque du trajet suivi par la crème entre la pompe ou la source équivalente et le dispositif de malaxage mécanique. Ainsi, elle peut être prévue juste après la pompe à crème, juste avant le dispositif de malaxage mécanique, en étant même adaptée structurellement sur celui-ci, ou en un point quelconque entre les deux positions précitées. Suivant l'invention, l'enceinte d'émulsion peut être constituée par une simple chambre ayant un diamètre supérieur à celui de la tuyauterie d'acheminement de la crème. Les moyens d'injection de l'air sous pression peuvent être combinés à l'enceinte ou à la chambre ellemême et peuvent déboucher dans celle-ci ou bien être prévus juste avant l'entrée de la crème dans ladite chambre. Suivant une disposition avantageuse, l'émulsion est favorisée en injectant la crème dans la chambre au moyen d'un diffuseur tel qu'un diffuseur statique, qui la divise en fines particules, de sorte que l'air injecté dans cette même chambre est incorporé à ces particules de crème du fait de sa détente. Si désiré, suivant un mode de réalisation possible, des chicanes peuvent être prévues dans la chambre et (ou) dans la tuyauterie d'acheminement de la crème en aval de cette chambre, pour accélérer et compléter le mélange entre la crème et l'air en vue de produire l'émulsion. On peut prévoir à cet effet des chicanes droites, vrillées ou de profil quelconque, capables de créer des turbulences. Si désiré également, un dispositif de régulation de température peut être prévu en amont de l'admission de l'air dans l'enceinte ou la chambre d'émulsion, afin d'injecter l'air dans cette chambre à la température la plus favorable pour obtenir sur la crème un maximum d'effet du phénomène de refroidissement résultant de la détente de l'air comprimé. Suivant un mode de réalisation possible, le dispositif de malaxage mécanique peut être constitué par le cylindre de barattage d'une machine à beurre continue. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue schématique montrant une installation pour la mise en oeuvre du-procédé suivant l'invention. * Les Fig. 2 à 7 sont des vueg schématiques montrant différentes réalisations d'enceinte d'émulsion. Sur la Fig. 1, on a désigné par la référence 1 une pompe à crème qui alimente, par l'intermédiaire d'une tuyauterie 2, une machine à beurre continue indiquée en 3. Suivant l'invention, il est prévu dans la tuyauterie 2, entre la pompe à crème 1 et la machine à beurre 3, une enceinte d'émulsion 4. Trois positions possibles pour cette enceinte ont été indiquées en 4a,4b,4c, sur la Fig. 1. On voit notamment que ladite enceinte peut être montée immédiatement après la pompe à crème comme indiqué en 4a, juste avant la machine à beurre 3 comme montré en 4c, ou en un point quelconque entre ces deux positions comme indiqué en 4b. L'enceinte d'émulsion 4 pourrait également être placée directement sur la machine à beurre continue, en étant alors disposée juste avant le dispositif de barattage de cette machine. Dans l'installation, l'enceinte d'émulsion 4 est d'un type statique assurant une émulsion per incorporation et détente d'air comprimé, comme représenté à titredexemple sur les Fig. 2 à 7. La machine à beurre 3 peut être d'un type classique, qui toutefois a été modifié pour obtenir dans le cylindre de barattage une action mécanique plus légère, par exemple par réduction de la vitesse du batteur. On se reportera maintenant successivement aux Fig. 2 à 7 pour examiner différentes réalisations possibles d'enceinte d'émulsion. Sur ces figures, on a indiqué chaque fois en 2 la tuyauterie d'acheminement de la crème et en 4 lten- ceinte d'émulsion interposée dans cette tuyauterie, qui ménage une chambre 5 à l'intérieur de laquelle l'émulsion se produit. Le sens d'acheminement de la crème est indiqué chaque fois par une flèche 6. Comme indiqué précédemment, l'émulsion de la crème arrivant dans la chambre 5 par la tuyauterie 2 est assurée à l'intérieur de cette chambre par injection d'air comprimé sous une pression de préférence élevée, pouvant atteindre 8 à 10 bars par exemple. L'émulsion est à l'intérieur de cette chambre, provoquée par mélange intime de l'air et de la crème. Pour qu'un tel mélange se produise de la façon la plus satisfaisante, il faut que la crème soit, dans la chambre , à l'état de fines particules, et que le mélange puisse avoir lieu sous l'effet de la détente brusque de l'air comprimé admis. Pour assurer la transformation du courant de crème arrivant par le conduit 2 en fines particules, il est prévu chaque fois, au débouché de la tuyauterie 2 dans la chambre 5, un diffuseur qui est indiqué en 7 sur les fig. 2 à 7. Si l'on se reporte à la Fig. 2, on a représenté en 8 une conduite d'arrivée d'air comprimé qui pénètre dans la tuyauterie 2 un Deu en amont de la chambre 5, le jet d'air comprimé étant dirigé à co-courant par rapport à la crème et pénètrant avec celle-ci dans la chambre 5. I1 est prévu alors, à l'extrémité de la conduite 8, un injecteur 9 pour l'air comprimé, associé à un élément diffuseur 10 disposé à l'entrée de la chambre 5 juste en avant du diffuseur 7 prévu pour la crème. Dans le cas du mode de réalisation que montre la Fig. 3, l'air comprimé est admis directement dans la chambre 5 par une conduite 11 terminée par un injecteur 12, la direction d'injection de l'air comprimé dans la chambre 5 faisant un certain angle avec l'axe de tuyauterie 2 et l'air comprimé étant dirigé comme montre vers le cone de diffusion de la crème à l'intérieur de la chambre 5, de façon à assurer le mélange intime requis entre cet air et la crème. Si désiré, le mélange peut être favorisé par la présence de chicanes à l'intérieur de la chambre 5. Ainsi, on a montré schématiquement sur la Fig. 4 une disposition analogue à celle faisant l'objet devra Fig. 2, mais comportant à l'intérieur de la chambre 5 des chicanes 13 qui sont, dans le cas présent, perpendiculaires à l'axe longitudinal de la chambre et qui créent en conséquence à l'intérieur de cette chambre une turbulence favorisant comme on le comprendra le mélange de l'air et de la crème. Si désiré, comme visible sur la Fig. 5, les chicanes indiquées en 14 peuvent avoir une conformation différente, par exemple en hélice, pour conjuguer à la turbulence créée un mouvement tourbillonnaire. On a montré sur la Fig. 6 une variante de réalisation qui est analogue à celle visible sur la Fig. 3, mais selon laquelle il est prévu à l'intérieur de la tuyauterie 2, en aval de la chambre 5, une chicane vrillée 15. Cette chicane oblige le flux de masse teuse produit par l'émulsion de la crème à suivre un déplacement généralement hélicoidal, ce qui complète le mélange de 1'3ir et de la crème. Un résultat analogue est obtenu avec le mode de réalisation que montre la Fig. 7, selon laquelle des chicanes droites 16 sont proues également dans la tuyauterie 2 en aval de la chambre 5. Le mode de fonctionnement de l'installation décrite ci-avant et représentée se comprend aisément à la lecture de la description faite en regard des dessins. Comme indiqué précédemment, la crème refoulée Dar la pompe 1 à travers la tuyauterie 2 va être diffusée en fines particules dans la chambre 5 de l'enceinte d'émulsion 4 et elle va être mélangée dans cette chambre avec l'air introduit sous pression. I1 va résulter de ce mélange la formation d'une masse pâteuse analogue à la "CHANTILLY" des beurriers, et cette première phase de l'opération de production du beurre va s'effectuer rapidement et dans des conditions favorables sous l'ef- fet de la détente de l'ir comprimé au contact des fines particules de crème. Cette masse va continuer d'être refoulée par la tuyauterie 2 jusque dans la machine à beurre ou le dispositif de malaxage mécanique, afin d'y subir la seconde phase de sa transformation en beurre sous l'effet d'un batteur. Au cours de cette phase, la masse progresse dans le cylindre de barattage ou le dispositif de malaxage mécanique d'une façon en soi usuelle, dans les machines à beurre continues, Les avantages qui résultent de cette séparation en deux phases du procédé de fabrication du batteur ont été indiqués ci-avant. Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le barattage de la crème lors de la production de beurre en continu, caractérisé en ce qu'on provoque au cours d'un premier stade, pendant l'acheminement en continu de la crème, l'émulsion de celle-ci dans une zone ou enceinte interposée dans le trajet de la crème, par injection d'air comprimé, pour sa conversion en une masse pâteuse, et en ce qu'on provoque, au cours du second stade, l'inversion de phase requise pour la production du beurre dans une seconde zone ou enceinte, par action mécanique. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on admet dans la zone ou enceinte d'émulsion de l'air comprimé sous une pression de 8 à 10 bars. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on assure l'introduction de la crème dans l'enceinte d'émulsion avec diffusion pour former des particules de crème, et on injecte l'air comprimé dans cette enceinte d'émulsion de façon à provoquer un mélange intime par détente de cet air avec la crème à l'étatee particules. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle l'opération d'émulsion de la crème de façon telle que cette crème soit amenée à une condition de préparation qui se trouve juste à la limite de l'inversion de phase. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle la température de l'air comprimé pour provoquer le refroidissement de la crème traitée et faciliter l'opération d'émulsion. 6.- Installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans le trajet d'acheminement de la crème entre une source de crème telle qu'une pompe et un point de sortie du beurre formé, une enceinte ou chambre d'émulsion de la crème et une chambre de malaxage mécanique séparées l'une de l'autre et montées l'une derrière l'autre dans ce trajet. 7.- Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'enceinte d'émulsion est constituée par une chambre interposée dans le trajet de la crème et comportant des moyens pour l'injection d'air comprimé dans la crème traversant cette chambre. 8.- Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour provoquer la diffusion de la crème à l'intérieur de cette chambre. 9.- Installation suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que des chicanes sont prévues dans la chambre d'émulsion et (ou) dans la tuyauterie d'acheminement de la crème en aval de cette chambre pour favoriser le mélange de la crème et de l'air comprime injecté. 10.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la chambre de malaxage mécanique est constituée par le cylindre de barattage d'une machine à beurre continu.