Brevet FR2604865A1 — publié le 19880415

La presente invention a pour obJet un procede et une installation de preparation d une pate sucree a tartiner. Generalement. 'pour realiser une pate sucree a tartiner. on commence par melanger du cacao maigre, de la poudre de lait ecreme et de la liqueur de noisette avec du sucre cristallise prealablement broye. Les differents lngredlents sont melanges dans des proportions determinees et le produit ainsi prepare subit ensuite un raffinage dans un dispositif constitue d une pluralite de cylindres, generalement cinq, entre lesquels la granulometrie est reduite Jusqu'a l'obtention d'un melange raffine se presentant sous forme pulverulente. Ensuite. le melange raffine est soumis au procede connu depuis longtemps sous le nom de "conchage" et qui consiste a faire subir au melange prealablement raffine un malaxage prolonge, realise dans les cuves speciales appelees "coches". C'est au cours de ce traitement de conchage que s acheve la realisation de la pate a tartiner en Incorporant d autres adjuvants et que 1 on obtient les proprietes rheolo giques. Ces adjuvants sont generalement constitues par de l'huile vegetale, de la lecithine et de la vanil line. Ce traitement de conchage permet de realiser Une dispersion des particules de sucre et de cacao dans une phase grasse continue constituee d'une part des matieres grasses extraites du cacao grace a 1 echauffement et aux effets de malaxage produits dans la conche, et d'autre part des adjuvants incorpores dans la pate. Ce traitement permet egalement d'ame livrer notamment la saveur et l'onctuosite de la pate en la soumettant a un malaxage pendant un temps tres long. On obtient finalement une pate onctueuse qui peut etre facilement stockee. Cet etape realisee dans. une conche, sur des quantites importantes de pàte. demande un temps tres long de plusieurs heures. Il en resulte donc une discontinuité de la chaine de preparation de la pate a tartiner et en outre, du fait de la longueur du traitement, une depense importante d'energie. On a essaye depuis longtemps de modifier le traitement de preparation de la pate a tartiner pour le rendre continu et plus rapide. Cependant Jusqu'a present, on a plutot cherche a supprimer purement et simplement le conchage en le remplaçant par d'autres moyens. Mais, le remplacement de ce traitement mécanique n'a pas donne les resultats esperes et n'a pas apporte une veritable economie. L'invention a pour obJet un nouveau procede et une installation permettant de preparer une pate sucree a tartiner d'une façon continue et en un temps tes court tout en respectant les modalites essentielles du procede traditionnel et en obtenant un produit de qualite. De plus, les conditions dans lesquelles le procede est realise selon 1 invention peuvent etre adaptees a toutes les formulent et permettent d'obtenir facilement les proprietes rheologiques souhaitees. de la meme façon que dans un traitement de conchage realise de façon traditionnelle. Conformement a l'invention. apres un broyage préliminaire des lngredients Jusqu a l'obtention d'une matiere pulvérulente ayant un degre de granulometrie determine, on realise en continu dans un cuiseur-extrudeur a au moins deux vis un traitement de conchage de la matiere raffinee avec incorporation d'adJuvants en proportions conformes a la recette, et le traitement de conchage compend une succession d etapes de simple malaxage intense avec élévation de temperature entrecoupees d'étapes lntermedlalres de transport et d'entrainement de la matiere vers l'aval, au moins une etape de cisaillage et de contre-pression, au moins une etape de regulation du debit de ladite matiére. et enfin une etape d'extrusion de la pàte sucree a tartiner par au moins une filière placee a l'extrémité aval du cuiseur-extrudeur. la temperature du traitement de conchage etant regulee pour maintenir la température de la matiere traitee au niveau optimal de conchage. L'invention a egalement pour obJet une lns- tallation, pour la mise en oeuvre du procede, comprenant un cuiseur-extrudeur a au moins deux vis irnbri- quees entrainees en rotation a l'interieur d'un fourreau allonge, muni de, moyens de regulation de la temperature de la matiere traitee et constituant un moyen de conchage de la matiere prealablement raffinee zus- qu'au degre de granulometrie determine avec Incorporation d'aduvants dont la nature et les proportions correspondent a la recette. ledit cuiseur-extrudeur place dans un circuit de production continue etant alimente par un debit determine de matieres raffinees et d'adJuvants et comprenant une succession de zones de simples malaxages intenses separees par des zones de transport et d entrainement de la matiere vers l'aval, au moins une zone de cisaillage et de contre-pression, au moins une zone de regulation du debit de ladite matiere et enfin une zone d extrusion constituée par au moins une filière placee a l'extremite aval dudit cuiseur-extrudeur. D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention apparaîtront au cours de la des cription qui va suivre, faite en reference aux dessins annexes, sur lesquels - la Figure 1 represente shcematiquement l'ensemble d'une installaton, selon l'invention. de preparation d'une pate sucree a tartiner et comprenant un cuiseur-extrudeur en coupe par un plan vertical passant par l'axe d'une vis; - la Figure 2 est une vue de dessus avec arrachement partiel du cuiseur-extrudeur. L'installation de preparation d'une pâte sucree a tartiner comporte tout d'abord un dispositif de melange 1 des differents ingrédients constitués par du cacao maigre, du sucre cristallise, de la poudre de lait ecreme et de la liqueur de noisette. Le melange ainsi prepare passe alors dans un dispositif de raffinage 2 constitue, le plus souvent, d'un broyeur a cinq cylindres et l'on obtient a la sortie 3 une matiere pulverulente raffinee jusqu'au degre de granulometrie voulu par exemple de l'ordre de 20 a 25 microns. Ensuite, le melange raffine est introduit dans un cuiseur-extrudeur a vis 10 en meme temps que d'autres adjuvants 4 sous forme liquide. Ces adjuvants sont constitues notamment par de l'huile vegetale, de la lecithine et de la vanilline. Le cuiseur-extrudeur a vis 10 comprend, d'une façon generale, au moins deux vis 10a et 1Ob entrainees en rotation autour de leurs axes a l'in- térieur d'une enceinte allongee formant un fourreau 11 qui les enveloppe. Comme on le voit sur la Figure 2, les vis 10a et 10b sont munies de filets ou autres organes périphériques qui engrenent l'un dans l'autre et la paroi interne du fourreau forme deux lobes cylindriques sequents. de diametre interne legerement superieur au diamètre exterieur des filets ou des organes periphériques. Ces filets sont imbriqués les uns dans les autres et, dans l'exemple représente, les deux vis 10a et 1Ob sont entrainees en rotation dans le meme sens de telle sorte que les filets sont identiques et simplement décalés l'un par rapport a l'autre. Les vis 10a et 1Ob sont constituees avantageusement d'arbres canneles sur lesquels sont empilés des tronçons de vis constitués de manchons dont la partie intérieure est munie de cannelures correspondant a celles de l'arbre et dont la partie extérieure est munie de filets a pas varies ou autres organes periphèriques de traitement et de transport. On peut disposer d'un assez grand nombre de tronçons permettant de faire varier le pas, la profondeur et le nombre des filets ainsi que la longueur de chaque zone. Le fourreau 11 est muni a son extremite amont, par rapport au sens de deplacement de la ma tiere d'un orifice 12 d'introduction du melange raffine 3 et des adjuvants liquides 4. Le cuiseur-extrudeur 10 est constitue de plusieurs zones successives correspondant chacune a une fonction particuliere. Ainsi, les ingredients introduits par 1' ori- fice 12 rencontre tout d'abord une zone A de melange et d'entrainement vers l'aval. Dans cette zone A, les vis 10a et 1Ob sont munies tout d'abord de filets 13 a pas larges, puis de filets 14 a pas resserres, Les ingrédients sont donc lmmedlatement transportés vers l'aval et melanges par l'effet de rotation et d'en grénement des vis 10a et 1Ob, cet effet de mélange étant amplifié par l'utilisation des filets 14 a pas resserres provoquant une compression progresive du mélange. Ensuite, le mélange passe dans une zone B de malaxage constitué du disque malaxeur 15. Ces disques malaxeurs 15 sont des disques circulaires Juxtaposés dont les centres sont decalés angulairement de façon a suivre une ligne tournante en hélice autour de l'axe de la vis. La matière passe ainsi par un espace tournant en hélice et elle est écrasée en meme temps contre les parois du fourreau 11. En réglant le nombre et l excentrement des disques malaxeurs 15, on peut controler l'intensité des efforts de laminage qui se produisent en fonction du degré de finesse de la matiére a obtenir. La zone B est suivie d'une zone C de transport et d entrainement du mélange dans laquelle les vis 10a et 1Ob sont munies de filets 16 a pas resserres. A la sortie de la zone C. la matiére passe dans une zone D de malaxage constituée egalement de disques malaxeurs 15 ou elle subit un nouveau laminage entre les disques 15 et le fourreau 11. La matière debouche ensuite dans une zone E de transport et d'entrainement ou les vis i 0a et 1 0b sont formees sucessivement de filets 17 a pas etroits, de filets 18 a pas larges et de filets 19 a pas resserrés. Cette zone E permet d entrainer la matiére vers l'aval, et de lui donner une inertie suffisante pour l'introduction dans une nouvelle zone de traitement. La matière sortant de la zone E pénètre successivement dans une zone F de malaxage, dans une zone G de cisaillage et de contre-pression, puis dans une zone H de malaxage. Dans la zone F, les vis 10a et 1Ob comportent les disques malaxeurs 15. Dans la zone G, les vis 10a et 10b sont munies de filets 21 a pas inversés dans lesquels sont menagees des ouvertures 22 qui s'détendent radialement depuis l'arbre de chaque vis Jusqu'a la périphérie du filet et sont en outre reparties réguliérement autour de l'axe. Les vis 10a et lOb sont calées de façon que deux ouvertures 22 viennent en coincidence périodiquement dans la zone centrale d'entrainement. On con trôle de la sorte le passage a débit contrôlé de matière vers l aval, ce qui determine le freinage dans la zone G et de ce fait une compression en amont en augmentant ainsi les effets de laminage. Ce processus permet d homogenelser le melange. Enfin, dans la zone H, les vis 10a et 10b comportent des disques malaxeurs 15 ou la matiere subit un nouveau laminage. A la sortie de la zone H, la matiere débouche dans une zone d'entrainement I dans laquelle les vis 10a et 1Db sont munies de filets 23 a pas constants, puis successivement dans plusieurs zones J, L, N et P de malaxage ou les vis 10a et 10b comportent des disques malaxeurs 15. Les zones de malaxage J. L, N et P sont separees par des zones K, M et O de transport et d'entrainement de la matiere ou les vis 10a et 1Ob sont munies de fielts 23 a pas constants, ce qui permet de donner a la matiére entrainee une inertie suffisante pour penetrer dans la zone de malaxage suivante. A la sortie de la derniere zone de malaxage P, la matière pénetre dans une zone Q de regulation du débit dans laquelle les vis 10a et 1Ob comportent des filets 24 a pas positifs munis d'ouvertures 25 qui s'étendent radialement depuis l'arbre de chaque vis Jusqu'a la periphérie du filet et sont reparties régu liérement autour de l'axe. Deux ouvertures 25 viennent en coincidence periodiquement et on controle de la sorte le passage de la matiere vers l'aval pour réaliser dans une zone R une extrusion par au moins une filière 26 placée a l'extrémité aval du fourreau 11. Le passage de la matière dans les zones successives de malaxage provoque par auto-echauffement une élévation de températures qui doit être controlée avec precision. Cette temperature ne doit pas dépasser une temperature de conchage de l'ordre de 30 C. En effet. compte tenu de la présence de lait en poudre, une elevation exagérée de la température peut entrainer un gout de brule et la formation d'agglomerats sensibles a la degustation. C'est pourquoi, le fourreau 11 est muni de moyens de regulation de la temperature constitués avantageusement par un ensemble de canaux 27 qui s'etendent sur toute la longueur du traitement. En faisant circuler un fluide caloporteur tel que de l'eau froide dans les canaux 27, avec un débit variable, on peut assurer la regulation de la temperature de la matiere de telle sorte que celle-ci soit maintenue au niveau desirable pour le conchage, de l'ordre de 20 C. On realise ainsi a l'interieur du cuiseurextrudeur un ensemble de phenomenes qui s'apparentent au conchage et qui, en tout cas, permettent d'en obtenir des effets. L'avantage du procede selon l'invention est, grâce aux particularités du cuiseur-extrudeur a au moins deux vis qui vient d'etre decrit, de pouvoir soumettre la matiére a des effets de laminage et de cisaillage intenses tout en controlant la temperature pour la maintenir au niveau optimal de conchage. On arrive ainsi a realiser un traitement de conchage continu, c'est-à-dire à réaliser une fluidification des particules de sucre et de cacao avec la matière grasse contenue dans le cacao. Bien entendu, les conditions de traitement seront déterminées en fonction des ingrédients de départ et du produit que l'on désire réaliser. l'invention ne se limitant pas aux détails du procédé et de l'installation qui ont été décrits et dont les différentes parties peuvent être modifiées. Les conditions de fonctionnement ne dépendent pratiquement que des paramètres d'extrusion tels que vitesse de rotation et diamètre des vis, profondeur des filets, température du fourreau et se conservent dans le temps si les ingrédients de départ ne sont pas modifiés. C'est pourquoi, apures avoir déterminé empiriquement la composition des vis pour une vitesse moyenne de rotation et pour un débit moyen du fluide de refroidissement dans le fourreau, on peut continuer la production en jouant sur la vitesse de rotation des vis et sur la régulation de températures, et en contrôlant la qualité dela pâte et l'efficacité du traitement. En effet, étant donné la rapidité du traitement, on peut agir immédiatement sur la vitesse de rotation des vis et la régulation de températures lorsqu'on constate un changement de qualité. A titre d'exemple, on a traité par ce procédé une pâte sucrée à tartiner se composant de sucre, d'huile végétale, de liqueur de noisette, de poudre de lait écrémé, de cacao maigre. de lécithine, de vanilline et d'eau. Les paramètres physico-chimiques de la pâte obtenue par une composition typique sont : viscosité 2 50 poises, limite d'écoulement 350 dynes/cm2. On voit donc que l'invention permet de réaliser de façon continue et en un temps très court une pate sucrée à tartiner et l'adjonction de tous types d'additifs, tout en respectant les modalités essentielles du procédé traditionnel. REVENDICATIONS 1 - Procedé de preparation d'une pâte sucree a tartiner dans lequel les différents ingrédients comprenant au moins du cacao, du sucre cristallise, de la poudre de lait écrémé, et de la liqueur de noisette sont soumis a une opération de malaxage, puis a une opération de raffinage par dispersion des particules de sucre et de cacao dans une phase grasse continue, caractérisé en ce qu'apres un broyage préliminaire des lngredients Jusqu'a l'obtention d'une matière pulvérulente ayant un degre de granulométrie déterminé, on réalise en continu dans un cuiseur-extrudeur à au moins deux vis un traitement de conchage de la matière raffinee avec incorporation d'adJuvants en proportions conformes a la recette, et que le traitement de conchage comprend une succession d'étapes de malaxage intense avec elevation de température entrecoupees d'étapes lntermediaires de transport et d entrainement de la matiere vers l'aval, au moins une etape de cisaillage et de contre-pression, au moins une etape de regulation du debit de la matiere, et enfin une etape d'extrusion de la pate sucree a tartiner par au moins une filiere placee a i' extremite aval du cuiseur-extrudeur, la temperature du traitement de conchage etant régulée pour maintenir la température de la matiere traitee au niveau optimal de conchage. 2 - Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que les adjuvants sont introduits dans le cuiseur-extrudeur en méme temps que la matiere pulvérulente et sont constitués notamment par de l'huile végétale, de la lécithine et de la vanilline. 3 - Procedé selon la revendication 1 , caractérise en ce que la régulation de température de la matière dans le cuiseur-extrudeur est réalisée sur l'ensemble du traltement par circulation d un fluide caloporteur pour maintenir la temperature au niveau optimal de conchage, de l'ordre de 20-C. 4 - Installation de preparation d'une pât'e sucrée a tartiner comprenant des moyens (1) de malaxage des ingrédients constitués par au moins du cacao. du sucre cristallisé, de la poudre de lait écrémé, et de la liqueur de noisette, et des moyens (2) de raffinage par dispersion des particules de sucre et de cacao dans une phase grasse continue, caractérisée en ce qu'elle comprend un cuiseur-extrudeur (10) comportant au moins deux vis (1osa, 1Db) imbriquées, entrainées en rotation a l'intérieur d'un fourreau allonge (11) muni de moyens (27) de régulation de la température de la matiére traitée et constituant un moyen de conchage de la matière préalablement raffinée Jusqu'au degré de granulometrie déterminé avec lncor- poration d'ad3uvants dont la nature et les proportions correspondent a la recette. ledit cuiseur-extrudeur place dans un circuit de production continue étant alimente par un debit détermine de matiéres raffinees et d'adjuvants et comprenant une succession de zones (B, D, F, H,...) de malaxage intense separees par des zones (C, E, I, 3,...) de transport et d'entrainement de la matière vers l'aval, au moins une zone (G) de cisaillage et de contre-pression. au moins une zone de de régulation du débit de ladite matière et enfin une zone (R) d'extrusion constituée par au moins une filière (26) placée a l'extrémité aval dudit cuiseurextrudeur. 5 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que dans les zones (B, D, F, H,...) de malaxage, les vis (1Oa et 1Db) sont munies de disques malaxeurs (15) excentrés. 6 - Installation selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le nombre de zones (B, D, F, H,...) de malaxage et le nombre de disques malaxeurs (15) dans chacune de ces zones sont détermines en fonction du degré de finesse de la matière â obtenir. 7 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone (G) de cisaillage et de contre-presssion est placée entre deux zones de malaxage et que, dans cette zone (G) de cisaillage et de contre-pression, les vis (lOa et 10b) sont munies de filets (21) a pas inversés comprenant des ouvertures (22) de passage contrôle vers l'aval de la matière. 8 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone (O) de régulation du débit de la matière est placée en aval de la derniére zone (P) de malaxage et en amont de la zone (R) d'extrusion et que, dans cette zone (Q) de régulation du débit, les vis (10a et 1Ob) sont munies de filets (24) a pas positifs comprenant des ouvertures (25). 9 - Installation selon la revendication 4, caracterisee en ce que les moyens (27) de regulation de la temperature de la matiere traitee sont cons titués par un ensemble de canaux de circulation d'un fluide caloporteur menagés dans le fourreau (11) et sur toute la longueur dudit fourreau pour maintenir ladite température de la matiere a environ 20 C.