Brevet FR2620900A1 — publié le 19890331

Tambour de baratte à section intérieure polygonale" L'invention concerne un tambour de baratte pour une baratte continue se composant d'un tambour de battage et d'un volant tournant dans le tambour avec des batteurs ou battes se déplaçant parallèlement ou coniquement par rapport aux parois intérieures du tam- bour de frappe, tamrbcur caractérisé en ce que le tam- bour comporte, dans sa section intérieure, la forme d'un polygone. On connaît communément des tambours de ba- ratte pour des barattes continues, qui se composent d'un tambour de battage, d'un volant tournant dans le tambour et d'une entrée de la crème, de façon à ce que la crème introduite soit transformée en grains de beurre et en petit lait. Le mode de travail et l'effi- cacité du fonctionnement du tambour de baratte, ainsi que sa conception, sont des facteurs d'influence es- sentiels qui déterminent la qualité du beurre et la teneur résiduelle en matière grasse du petit lait d'u- ne baratte travaillant en continu. Les exigences posées par les industries uti- lisatrices pour les barattes continues sont que la te- neur en eau du beurre à préparer soit maintenue faible pour ajuster de façon précise la teneur en eau de 16% prescrite par les règlements internationaux après ad- dition éventuelle d'une saumure dans le cas de la fa- brication de beurre salé ou par addition d'eau ou d'autres additifs. Simultan-ment, on doit garantir que la teneur résiduelle en matière grasse du petit lait et des eaux de lavage du beurre est maintenue faible. Cette exigence de l'industrie utilisatrice est déter- minée essentiellement par le fonctionnement de la ba- ratte continue dans laquelle a lieu la transformation de la crème en grains de beurre et en petit lait. Les expériences à Longueur d'année sur les barattes conti- nues ont montré que la qualité du produit à oDtenir se séparant dépend de l'énergie mécanique apportée dans le tambour de baratte et du traitement de raffinage de la crème introduite lors du processus de transforma- tion. L'apport d'énergie est effectué par les vo- lants de batteur et est déterminé par la vitesse de rotation de ces derniers. Des vitesses de rotation élevées agissent cependant négativement sur le traite- ment d'affinage de la crème dans le tambour de barat- te. Pour réduire la vitesse de rotation d'une manière favorable dans le tambour de la baratte d'un traite- ment d'affinage de la crème, tout en assurant les exi- gences requises de la qualité du produit, on dispose des chicanes à l'intérieur du tambour, comme cela est décrit par exemple, dans le brevet DE-PS 10 06 655, o la surface intérieure du tambour de frappe est garnie partiellement de protubérances qui sont placées dans une ou plusieurs zones du tambour de frappe, ou comme, par exemple dans le brevet DE-PS 10 59 703, dans le- quel des gorges longitudinales sont prévues sur les côtés intérieurs du tambour et s'étendent sur la plus grande partie de la longueur de ce dernier. Une forme particulière de cette réalisation est que la profon- deur des gorges vue sur le pourtour du tambour, croît d'abord lentement dans le sens de rotation du tambour puis diminue rapidement-. Ces formes de r-alisation servent à réduire la vitesse de rotation pour obtenir, en outre, un traitement d'affinage de la crème au cours du proces- sus de transformation. En conséquence, il était possi- ble, malgré la vitesse de rotation réduite, de mainte- nir la productivité de la baratte continue et les pa- ramètres voulus de la teneur en eau du beurre et de la teneur résiduelle en matière grasse du petit lait et des eaux de lavage du beurre sur les tambours connus jusqu'à présent. On obtenait aussi de compenser par- tiellement l'apport d'énergie mécanique réduit par la vitesse de rotation des frappes grâce aux chicanes prévues, ce par quoi, on évitait dans une large mesu- re, la perte de qualité du beurre. Les solutions connues sont cependant enta- chées d'inconvénients importants. Ainsi, par exemple, ces solutions ne permettent pas de diminuer la vitesse de rotation du volant dans le tambour de battage de façon aussi importante, telle qu'un traitement d'affi- nage absolu de la crème introduite se produise, pour maintenir faible la fraction de grains de beurre en- dommagés, ce qui est la conditions présumée la plus importante pour une faible perte en matière grasse par le petit lait et les eaux de lavage du beurre. Une ré- duction plus poussée de la vitesse de rotation, pour traiter la crème introduite encore à affiner, n'est cependant pas possible, puisque, dans ce cas, l'apport d'énergie mécanique au produit à travailler est trop faible et le processus de traitement de la crème dans un mélange, grains de beurre-petit lait, ne peut se développer suffisamment, ce qui, d'un côté, agit sur les facteurs de qualité du beurre à fabriquer et, de l'autre côté, sur l'augmentation de la perte en matiè- re grasse. Pour éviter cette perte en matière grasse du lait, il était prévu dans ses dispositifs d'évacua- tion des systèmes pour recue:illr la matière grasse du lait ou les grains de beurre résiduels et des les ra- mener dans le processus de travail dans la baratte continue. Ces dispositifs sent cependant liés à une grosse dépense et agissent r. égativement sur les prix de revient et les cas de par..nnes de la machine. En rè- gle générale, pou: la fabrication du. beurre, on utili- se une crème à une teneur en rmatière grasse de 38 à 42 % et la puissance des machines est étudiée pour cette teneur en matière grasse, c'est-à-dire en vue spécl_- lement de l'apport d'énergie mécanique, ce qui, dans la plupart des cas, est réiLé par la vitesse de rota- tion. Pour une teneur en mat:ère grasse de la crème inférieure à 38 %, l'apport d'énergie mécanique doit être accru pour la transfor.-ation en beurre de la crè- me prévue, quand on doit obtenir les facteurs de la machine prévus en particuier au vu de la capacité. Une augmentation de l'énergie mécanique lors de l'uti- lisation de tambours de baratte déjà connus avec des chicanes ou des gorges à l'intérieur des tambours de battage, ou également des parois intérieures des tam- bours de frappe usuellement lisses, se produit par élévation de la vitesse de rotation, et en outre, agit pour charger le traitement d'affinage de la crème pen- dant la transformation de la crème en un mélange de grains de beurre et de petit lait, ce qui se présente déjà comme négatif sur les facteurs de qualité du pro- duit final beurre, ou du fait de l'augmentation de la perte en matière grasse par le petit lait ou les eaux de lavage du beurre. En outre des essais entrepris, l'apport d'é- nergie mécanique à la crème par maintien de la vitesse de rotation des batteurs à augmenter, s'adaptaient au changement du batteur, comme par exemple l'augmenta- tion du nombre de battes sur le batteur, le changement de la largeur de la batte, ou des mesures telles que l'allongement du tambour de battage pour, en outre, augmenter le temps de travail de la crème ou par la disposition d'écrans ou de baffles à la sortie du tam- bour de baratte qui ont le même but que l'allongement de ce dernier. Ces dispositions conduisent toutes cependant àa une dépense de travail accrue et à une augmentation de la dimension des barattes continues et à un traite- m.ent d'affinage, non assuré, de la crème pendant le processus de transformation c'est-à-dire qu'une pro- portion plus élevée de grains de beurre endommagés ne s'agglomérait pas, de sorte que les facteurs de puis- sance des barattes devraient être réduits, pour que la perte en matière grasse par le petit lait et les eaux de lavage du beurre soit contenue et que soit maintenu le facteur qualité du produit final. L'objet de l'invention est de créer un tam- bour de battage qui permette malgré une économie d'é- nergie importante par diminution de la vitesse de ro- tation un travail d'affinage de la crème introduite et de garantir le facteur qualité exigé du beurre ainsi que de réduire les pertes en mat_ère grasse résiduelle du lait dans le petit lait et dans les eaux de lavage du beurre, c'est-à-dire d'améliorer qualitativement au cours du processus de transformation de la crème, la structure du mélange petit lait-grumeaux de beurre, ce qui revient à diminuer la proportion de grumeaux de beurre endommagés. L'invention se propose de créer le tambour de battage de façon à produire des rapports d'écoule- ment dans le tambour qui assurent un apport d'énergie élevé lors du traitement d'affinage de la crème à transformer en beurre. Selon l'invention, ce prcblème est résolu en ce que la section intérieure du tarbour de battage est de forme tétragonale qui comporte des côtés égaux ou inégaux. Il est aussi possible de choisir la forme de la solution inventive, de façon telle que la surface intérieure du tambour de baratte se présente avec une partie sous forme cylindrique et une partie avec une section quadrangulaire dont les longueurs des côtés sont égales ou inégales. Il est possible, également, que la surface intérieure du tambour possède une forme de section variable o les longueurs choisies entre la section circulaire et la section quadrangulaire peu- vent présenter une variation régulière ou irrégulière. Il va de soi que, selon la solution inventive, les longueurs des côtés peuvent être courbes ou que les bordures des côtés ne présentent pas d'angle mais se raccordent selon un rayon. Grâce à la réalisat:on selon l'invention, on obtient que par les batteurs tournant dans le tambour de battage, la crème introduite constituant la matière à travailler au cours du processus de transformation, soit soumise à une variation constante de la vitesse d'écoulement qui est provoquée par une variation régu- lière ou irrégulière de l'intervalle entre les parois du tambour et les bords extérieurs des batteurs. Les efforts de cisaillement créés par la variation cons- tante de la vitesse d'écoulement au cours du travail de la crème introduite pendant le processus de trans- formation dans le tambour de barattage garantit par une vitesse de rotation relativement faible des bat- teurs un apport d'énergie mécanique maximal, lors du travail d'affinage de la crème et de ce fait, un taux élevé de transformation en beurre. Cela signifie que par réduction simultanée de la vitesse de rotation du volar.t, les pertes en matière grasse ou les pertes en grains de beurre dans le petit lait soutiré et dans les eaux de lavage du beurre sont considérablement ré- duites. Sur la base de l'apport d'énergie mécanique ainsi obtenu avec une faible vitesse de rotation et du travail d'affinage de la.crème introduite constituant la matière à travailler, en conséquence de quoi, on obtient un taux de transformation en beurre le plus élevé possible, on peut travailler aussi en respectant les paramètres de puissance de la baratte continue, une crème à basse teneur en matière grasse de 30 à 35% c'est-à-dire que le tambour de production du beurre, selon l'invention, crée des conditions que lors d'un mcde de fonctionnement satisfaisant des dispositifs faisant suite comme avec le tambour de séparation et de production ultérieure de beurre connu en soi, avec une section de lavage ainsi que d'un pétrisseur de la baratte continue peuvent être abandonnés comme de ma- nière habituelle pour la transformation en beurre d'u- ne crème avec une teneur en matière grasse de 38 à 42%. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que: - - les côtés du polygone sont de longueurs égales, - les côtés du polygone sont de longueurs inégales, - une partie du tambour présente une section cylindrique et une partie du tambour une section poly- gonale, - la section du tambour varie entre une sec- tion polygonale ou une section circulaire régulière- ment ou irrégulièrement sur toute la longueur du tam- bour, - les côtés sont curvilignes, - les côtés se raccordent entre eux selon un rayon. Dans ce qui suit, l'invention va être expli- citée plus en détail sur un exemple de réalisation à l'aide des figures jointes. Les figures constituant l'illustration, montrent - figure 1: une section droite à travers un tambour de transformation en beurre avec un polygone dont les côtés sont de longueurs égales, - figure 2: une section droite à travers un tambour de transformation en beurre avec un polygone dont les côtés sont de longueurs inégales. Comme le montre la figure 1, le tambour de transform.ation en beurre se compose, entre autre, d'un tambour de transformation en beurre 1, avec une entrée tangentielle 5 et un vo.lant 3. Le volant 3 placé à l'intérieur du tambour 1 est muni de batteurs 4 qui forment avec la surface intérieure du tambour 1 poly- gonale, un intervalle entre la paroi intérieure du tambour et les frappes 4. Du fait de la conception de la section intérieure 2 du tambour 1 en forme d'un po- lygone 6 dont les côtés sont égaux 6a, il s'instaure du fait de la rotation du marteau 3, une variation ré- gulière de l'intervalle entre les frappes 4 et la sur- face intérieure du tambour 1, ce qui a comme cons- équence, une variation continue de la vitesse d'écou- lement de la crème introduite. Par cette variation continue de la vitesse d'écoulement de la crème intro- duite au cours du processus de transformation dans un mélange grains de beurre - petit lait dans le tambour 1, on obtient un effet de cisaillement élevé qui ga- rantit un apport d'énergie très élevé à la crème cons- tituant la matière à travailler. Sur la base de cet apport d'énergie élevé qui s'obtient par la vitesse d'écoulement changeant en continu, il est possible de réduire la vitesse de rotation, de sorte qu'un traite- ment d'affinage de la crème à travailler soit assuré pendant le processus de transformation, c'est-à-dire que l'on évite le plus poss:ble de nuire à la forma- tion des grains de beurre, ce par quoi on peut éviter dans une large mesure que des grains de beurre endom- magés soient extraits avec le petit lait et diminuer les pertes en matière grasse, du fait des grains de beurre éliminés. Sur la figure 2, on montre une forme de ré- alisatior. selon laquelle la section 2 de la surface intérieure du tambour i est un polygone 6 dont les cô- tés sont de longueurs inégales 6b, d'o i résulte que les bordures des côtés 6b du polygone 6 présentent toujours le même intervalle par rapport à l'axe cen- tral du tambour 1, c'est-à-dire que les bordures sont entourées d'un cercle. Par le choix des Longueurs de côté 6 qui peuvent varier de façon égale ou inégale, les largeurs d'intervalle entre les frappes 4 et la paroi intérieure du tambour 1 peuvent varier en plus de surface latérale à surface latérale, de sorte qu'u- ne augmentation ultérieure de l'apport d'énergie méca- nique puisse être obtenu si on le souhaite. Cette for- me de réalisation est particulièrement adaptée à une crème à basse teneur en matière grasse et assure, en outre, aussi pour cette crème, un taux de transforma- tion en beurre le plus élevé possible par maintien des facteurs de puissance de la baratte continue. Ces exemples de réalisation ne comprennent pas toutes les possibilités qui peuvent être obtenues avec l'invention, c'est-à-dire que sont comprises dans celle-ci d'autres formes de réalisation REVEND I CAT IONS 1.-:ambour de baratte pour baratte continue se composar.-t 'un tambour de malaxage et d'un volant tournant dans le tambour muni de battes circulant pa- rallèlement c: coniquement par rapport à la paroi in- térieure du ta.bour, caractérisé en ce que le tambour (1) comporte dans sa section intérieure (2) la forme d'un polygone '6). 2.- Tam.bour de baratte selon la revendica- 1.0 tion 1, caractérisé en ce que les côtés du polygone sont de loncueurs égales (6a). 3.- /ambour de baratte selon selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les cô:es du polygone (6) sont de longueurs :5 inégales (6b). 4.-:ambou_ de baratte selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une partie du tambcur (1) présente une section cylindrique et une partie du tambour (1) une section polygonale (6). 5.- Tambour de baratte selon l'une quelcon- que des revend.cations 1 à 3, caractérisé en ce que la section du tambour (1) varie entre une section polygo- nale (6) ou une section circulaire régulièrement ou irrégulièrement sur toute la longueur du tambour. 6.- Tambour de baratte selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les côtés (6a, 6b) sont curvilignes. 7.- /ambour de baratte selDn l'une quelcon- que des revend-cations 1 à 6, caractérisé en ce que les côtés (6a, 6b) se raccordent entre eux selon un rayon.