Brevet FR2593352A1 — publié le 19870731

Cylindre batteur pour machines de barattage fonctionnant en continuer. L'invention concerne un cylindre batteur pour une machine de barattage fonctionnant en continu pour transformer la crème en un mélange de globules de beurre et de babeurre par apport d'énergie mécanique, cylindre batteur dans lequel la crème est amenée à une extrémité d'un cylindre batteur fixe, dans lequel est disposé un élément de traitement rotatif monté co-axialement, tandis qu'entre cet élément et le cylindre fixe est ménagé un espace annulaire pour l'écoulement et pour le traitement de la crème. Il est connu de réaliser la transformation de la structure de la crème en-un mélange de globules de beurre et de babeurre dans un cylindre batteur au moyen d'un apport d'énergie mécanique. Dans cette forme de transformation de la structure, il faut s'efforcer d'appliquer 1' énergie mécanique sur la crème amenée dans le cylindre batteur de façon très régulière et avec ménagement de sorte que seule une faible partie des globules de corps gras qui se forment éclatent, ctest-à-dire soient écrasées.Cela signifie qutil ne s'échappe autant que possible à ltétat libre que la quantité suffisante de corps gras nécessaire pour assurer la liaison des parties constituantes grasses de la crème, de sorte qu'on obtient une structure cristalline du beurre et que les pertes de corps gras, lors du processus de barattage, sont maintenues aussi faibles que possible. Dans les machines de barattage en continu connues, l'apport d'énergie mécanique s'effectue dans un cylindre à batteur fixe au moyen de plusieurs barres de battage disposées sur un arbre, la forme de ces barres de battage pouvant entre différente selon le type de la machine. Un intervalle est alors ménagé entre les barres de battage et la paroi du cylindre, intervalle dans lequel le produit en traitement, qui est amené sur un des côtés du cylindre batteur, glisse tout au long et subit l'apport d'énergie pour quitter le cylindre batteur de l'autre cEté sous la forme d'un mélange de globules de beurre et de babeurre en direction de l'unité de séparation suivante.Les barres de battage communiquent à la crème introduite dans le cylindre batteur, un mouvement qui, tant que le produit traité se trouve dans le cylindre, se rapproche d'un mouvement rotatif. Au total le déplacement du produit traité se déroule de façon tout à fait désordonné et ne pouvant etre décrit par un schéma d'écoulement, si bien que l'on considère en-général qu'il s'agit d'une couche dans l'intervalle annulaire entre les barres de battage de la paroi du cylindre. Cet écoulement ainsi mal défini du produit traité dans le cylindre batteur se traduit par un traitement mécanique irrégulier pendant l'ensemble du traitement.Cela a pour conséquence que pour une partie du produit traité on arrive à endommager mécaniquement la phase grasse, tandis qu'une autre partie ne reçoit qu'un traitement insuffisant, si bien qu'il subsiste des parties grasses non barattées qui restent dans le babeurre en constituant des pertes et qui se traduisent par une altération du degré de barattage de la crème. On sait également que l'apport d'énergie mécanique doit atteindre un certain niveau pour obtenir un degré élevé de barattage de la crème. Cet apport d'énergie peut être obtenu, d'une part, en augmentant la vitesse de rotation du batteur, et, d'autre part, en augmentant le parcours de traitement ou bien le temps de traitement. En augmentant la vitesse du batteur, on aboutit toutefois à ce qu'une grande partie des globules gras, plus qu'il n'est nécessaire pour la liaison des parties grasses solides, se trouvent écrasées et qu'on arrive ain- si à l'extraction d'une graisse finement répartie qui n'est pas liée et qui est entraînée avec le babeurre. Un battage constant du produit traité avec des vitesses de rotation élevées du batteur aboutit ainsi à des pertes de corps gras importantes et à une détérioration de la qualité du beurre.Pour éviter ces inconvénients, on cherche à fournir avec ménagement l'énergie mécanique nécessaire et on opère une conversion en abaissant la vitesse de rotation du batteur et en augmentant le temps ou bien le trajet de traitement, c'est-à-dire que le cylindre batteur est prolongé. Cette prolongation se traduit par des problèmes de montage et d'installation du cylindre batteur dans la machine de barattage. Ainsi la longueur du cylindre batteur et l'augmentation du trajet de traitement du temps de traitement sont limitées par des consi- dérations de résistance des matériaux. On connaît en outre un dispositif pour le barattage de la crème d'après 9e document DE OS 2 737 230, dispositif qui diffère du batteur usuel qui assure un traitement ménageant le produit pendant le processus de barattage en ce que dans le cylindre fixe de barattage, est disposé un cylindre de traitement co-axial rotatif, entre lequel et le cylindre fixe est formé un espace annulaire. Dans ce dispositif, la crème arrive au cylindre de barattage sur un clôt6, tandis que sur l'autre coté, après transformation de la structure, s'effectue la sortie du mélange des globules de beurre et du babeurre, mélange qui est amené à une unité de séparation suivante.Le processus de transformation de la crème en le mélange de globules de beurre et de babeurre s'effectue alors du fait du frottement intervenant entre le cylindre de barattage fixe et le cylindre de traitement tournant, et non pas comme il était habituel, par battage de la crème. Du fait du frottement, il se produit un échauffement qui doit aboutir au processus de formation du beurre. Il est toutefois connu de façon générale, que l'échauffement de la crème n'aboutit pas à une transformation de la structure en un mélange de globules de beurre et de babeurre et que ce processus de transformation ne peut s'accomplir- que par l'apport d'énergie mécanique, c'est-à-dire par exemple par le battage de la crème et non pas par un échauffement dA au frottement. Le but de l'invention est de créer un cylindre batteur d'une machine de barattage fonctionnant en continu, grâce auquel le degré de barattage de la crèflie est augmenté tout en diminuant les pertes de corps gras dans le babeurre et en réduisant la complexité technique du matériel. Le problème posé à l'invention consiste à créer un cylindre batteur pour des machines de barattage fonctionnant en continu, dans lequel la crème ou bien le produit traité parcourt un trajet d'écoulement défini, tandis que presque toutes les particules de crème sont traitées avec ménagement et que le temps ou bien le trajet pendant lequel s'effectue le traitement est augmenté tout en conservant des longueurs de construction relativement courtes. Cela est obtenu, conformément à l'invention en ce que le cylindre batteur fixe est fermé sur son cdté opposé au cEté par lequel est alimenté le produit, et que la canalisation d'amenée du produit au cylindre batteur, ainsi que la canalisation d'évacuation du produit hors du cylindre batteur, sont disposées sur la mdme face frontale, la canalisation d'amenée du produit étant prolongée jusque contre la surface interne d'un élément de traitement rotatif, cylindre ou conique, fermée sur sa périphérie et montée co-axialement au cylindre, cet élément rotatif de traitement étant muni d'éléments de battage et/ou de chi canes. Ces dispositions de la canalisation d'amenée du produit et de la canalisation d'évacuation du produit sur l'un des c8tés du cylindre batteur ainsi que la disposition de l'élément rotatif de traitement dans le cylindre batteur, permettent que le produit traité s'écoule à contre courant par rapport à-Iui-même, le produit traité subissant pendant la première partie de l'écoulement dans l'élément rotatif de traitement, à côté du traitement mécanique, une accélération régulière, avant qu'il arrive dans la deuxième partie du traitement dans l'espace annulaire entre le cylindre batteur fixe et l'élément rotatif de traitement, et qu'il y subisse un autre traitement mécanique. Pour obtenir une accélération régulière du produit traité à la vitesse de rotation de l'élément rotatif de traitement, cet élément rotatif de traitement peut revêtir la forme d'un tronc de cône dont le plus petit diamètre se situe du côté de l'amenée du produit. La surface d'écoulement d'entrée pour l'alimentation de la crème dans l'élément rotatif de traitement peut être, soit cylindrique, soit conique avec un grand angle d'ouverture, ou bien revêtir la forme d'un arc de cercle. Il est également possible de réaliser le tronc de cône avec des angles d'inclinaison différents sur la longueur du cône. Dans ce cas, le tronc de cône est composé de plusieurs segments d'angles d'inclinaison différents. Pour éviter lors de l'arrivée de la crème sur la surface interne du cylindre rotatif de traitement, un mélange avec l'évacuation des globules de beurre et du babeurre, le diamètre interne de l'élément rotatif de traitement est diminué sur le côté où le produit est alimenté au moyen d'un disque annulaire ou bien d'autres dispositions technologiques.L'apport d'énergie au produit traité s'effectue au moyen d'éléments de battage et/ou de chicanes qui sont régulièrement répartis à la périphérie de l'élément rotatif de traitement à l'intérieur et à l'extérieur, ou bien uniquement à l'intérieur, ou bien uniquement à l'extérieur. Ces éléments de battage peuvent être disposés axialement sur l'enveloppe externe ou l'enveloppe interne de lélé- ment rotatif de traitement de façon qu'elle s'étende parallèlement ou bien coniquement par rapport à la surface enveloppe du cylindre batteur. Ils peuvent alors être fixés par des moyens de fixation connus à l'élément rotatif de traitement ou bien être emboutis à partir du matériau de cet élément rotatif de traitement. La section transversale de ces éléments de battage et/ou des chicanes peut revêtir des formes géomètriques variées. L'invention va être exposée plus en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels : - la figure t est une coupe longitudinale d'un cylindre batteur avec un élément rotatif de traitement cylindrique, - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un cylindre batteur avec un élément rotatif de traitement conique. Sur la figure 1 est représenté un cylindre batteur fixe 1 d'une machine de barattage fonctionnant en continu, ce cylindre étant fermé à l'une de ses extrd- mités frontales, tandis que la canalisation 3 d'amenée du produit ainsi que la canalisation 4 d'évacuation du produit, sont disposées sur le côté ouvert de ce cylindre batteur 1. Dans ce cylindre batteur 1, se trouve un élément rotatif de traitement 2 monté co-axialement sur l'arbre 7 et qui comporte sur sa périphérie externe et/ou sur sa périphérie interne des éléments de battage et/ou des chicanes 5.Ces éléments de battage et/ou ces chicanes 5 s'étendent axialement, en étant répartis uniforme- ment à la périphérie de l'élément de traitement 2 et ils peuvent être réalisés de façon à s'étendre, soit parallè liement, soit coniquement par rapport à la surface enveloppe du cylindre batteur 1. L'alimentation du produit s'effectue directement sur la surface interne de l'élément de traitement 2.Pour éviter un mélange de la crème ainsi alimentée, avec les globules de beurre et le babeurre qui sont évacués, le diamètre interne de l'élément de traitement 2 est réduit au moyen d'un disque annulaire 6 ou bien d'autres dispositions technologiquesO La crème amenée par la canalisation d'ali- tentation 3 sur la surface interne de l'élément de traitement 2, est pressée contre la paroi interne par le mouve- ment de rotation de l'élément de traitement 2, et elle prend la vitesse de 11 élément de traitement 2 en recevant simultanément un apport énergie mécanique.Le produit traité quitte l'élément de traitement 2 avec cette vitesse de rotation et il est dévié par la paroi frontale fermée du cylindre batteur 1 dans 1' espace annulaire 8 qui se trouve entre le cylindre batteur fixe 1 et l'élément de traitement 2 en rotation et dans lequel elle reçoit pn apport d'énergie intense. Cet apport d'énergie s'effectue au moyen d'élément de battage et/ou de chicanes 5 qui sont disposés sur l'enveloppe interne et/ou sur l'enveloppe externe de l'élément de traitement 2.Grâce à cet apport d'énergie mécanique, on arrive à une modification de la structure de la crème qui est transformée en un mélange de globules de beurre et de babeurre, mélange qui après avoir traversé l'espace annulaire 8 est amené au dispositif séparateur suivant de la machine à baratter, par l'intermédiaire de la canalisation 4 d'évation du produit. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'élément de traitement 2 peut présenter la forme d'un tronc de cône dont le plus petit diamètre se situe sur le côté par lequel est alimenté le produit. Grise à cette conformation conique on obtient que le produit, lorsqu'il s'écoule à travers l'élément de traitement 2, reçoive une accélération régulière avant qu'il arrive dans l'espace annulaire 8. Il est également possible de constituer le tronc de cône par un assemblage de plusieurs trons de cône avec des inclinaisons différentes, ou bien, à l'emplacement de l'arrivée du produit, de réaliser le tronc de cône sous forme cylindrique ou conique avec un grand angle d'ouverture ou bien sous forme d'arc ae cercle. Ainsi, dans l'élément de traitement 2 et également dans l'espace annulaire 8, le produit traité est soumis à un écoulement exactement défini et à une accélération régulière. La disposition des éléments de battage et/ou des chicanes 5 sur l'enveloppe interne et/ou sur l'enveloppe externe de l'élément de traitement 2, permet, du fait de ce parcours de traitement ainsi doublé, de donner à l'élément de traitement 2 des vitesses de rotation grâce auxquelles l'énergie mécanique est apportéeavec ménagement, de sorte qu'on arrive à traiter toutes les particules de crème avec régularité et avec ménagement. On obtient ainsi un degré de barattage élevé de la crème avec de faibles pertes de corps gras et en obtenant un beurre de qualité et avec une bonne structure homogène. Grâce à la déviation du produit traité dans le cylindre batteur 1, on double le parcours de traitement et par conséquent, le temps de séjour du produit traité, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un cylindre batteur plus long ou bien un allongement de 1' ensemble dé la machine de barattage. REVENDI CA T I ON S 1.- Cylindre batteur pour une machine de barattage fonctionnant en continu pour transformer la crème en un mélange de globules de beurre et de ba beurre par apport d'énergie mécanique, cylindre batteur dans lequel la crème est amenée à une extrémité d'un cylindre batteur fixe, dans lequel est disposé un élément de traitement rotatif monté co-axialement, tandis qu'en- tre cet élément et le cylindre fixe est'ménagé un espace annulaire pour l'écoulement et pour le traitement de la crème, cylindre batteur caractérisé en ce que le cylindre batteur fixe (1) est fermé sur son côté opposé au côté par lequel est alimenté le produit, et que la canalisation (3) d'amenée du produit au cylindre batteur (1) ainsi que la canalisation (4) d'évacuation du produit hors du cylindre batteur (1) sont disposées sur la même face frontale, la canalisation (,) d'amenée du produit étant prolongée jusque contre la surface interne d'un élément de traitement rotatif (2), cylindrique ou conique, fermée sur sa périphérie et montée co-axialement au cylindre, cet élément rotatif de traitement (2) étant muni d'éléments de battage et/ou de chicanes (5). 2.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que l'élément rotatif de traitement (2) a la forme d'un tronc de cône, dont le plus petit diamètre se situe du côté de l'arrivée du produit. 3.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface sur laquelle arrive la crème dans l'élément rotatif de traitement (2) est de forme cylindrique ou conique avec un angle d'ouverture important, ou bien revêt la forme d'un arc de cercle. 4.- Cylindre batteur pour machine de barat tage fonctionnant en continu selon ltune quelconque des revendications 9 à 3, caractérisé 11 élément rotatif de traitement (2), de forme conique, se compose de segments avec des angles d'inclinaison différents. 5.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre interne de l'élément rotatif de traitement (2) est rédut au moyen du disque annulaire (6) ou d'autres dispositions techniques, sur le côté où arrive le produit. 6.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à ; caractérisé en ce que l'élément ro tatif de traitement (2) est muni d'éléments de battage et/ou de chicanes (5) qui sont répartis uniformément sur la périphérie à l'intérieur et à ltextérieur ou bien uni quement à l'intérieur ou bien uniquement à l'extérieur0 7.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 n 62 caractérisé en ce que les éléments de battage (5) sont disposés axialement sur l'enveloppe externe etXou l'enveloppe interne de 11 élément rotatif de traitement (2) parallèlement à la surface enveloppe du cylindre batteur (1)o 8.- Cylindre- batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications i à 7j caractérisé en ce que les éléments de battage (5) s'étendent axialement sur l'enveloppe ex- terne et/ou l'enveloppe interne de l'élément rotatif de traitement (2) coniquement par rapport à la surface en- veloppe du cylindre batteur (i). 9.-- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de battage et/ou les chicanes (5) sont fixés sur l'élément rotatif de traitement (2) par des moyens de fixation connus et/ou sont emboutis à partir de l'éliment rotatif de traitement (2) lui-mEme. 10.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la section transversale des éléments de battage et des chicanes (5) présentent des formes géomètriques différentes. 11.- Cylindre batteur pour machine de barattage fonctionnant en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à10, caractérisé en ce que l'élément de traitement (2) peut présenter un assemblage de plusieurs troncs de cone avec des inclinaisons différentes.