Brevet FR2693083A1 — publié le 19940107

Procédé de fabrication d'huile de beurre ainsi que dispositif de broyage de produit pâteux et/ou visqueux notamment utilisé lors de la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dérivé particulier du beurre l'huile de beurre (matière grasse laitière amphydre) qui est un produit liquide contenant environ 99,9 % de matières grasses. I1 est bien connu que la production laitière n'est pas constante tout au long de l'année et que les vaches produisent nettement plus de lait au printemps qu'en hiver. La consommation étant en revanche uniforme, quelle que soit la saison, les industriels ont pris l'habitude de congeler une partie du beurre fabriqué au printemps, c'est-à-dire lorsqu'il y a surproduction de lait afin de pouvoir, après traitement, le proposer à la consommation en hiver, pour pallier à la production laitière plus faible. A cet effet, le beurre en excès est congelé à une température de l'ordre de 18 cl et conditionné dans des cartons d'environ 5 à 25 kg. Actuellement, avant de pouvoir être réutilisés, les blocs de beurre ainsi traités doivent être décongelés à température ambiante jusqu'à ce qu'ils atteignent une température de l'ordre de 5 à 6 afin d'obtenir une structure pâteuse. Cette remontée en température est relativement lente et demande trois jours dans le cas de cubes de beurre de 25 kg, ce qui peut poser des problèmes du point de vue de l'hygiène compte tenu du risque de développement bactériologique suite à la mise au contact de l'air. Le principal inconvénient du processus actuel de décongélation à température ambiante est cependant lié à la nécessité d'estimer les besoins ultérieurs sur une période de trois jours pour décider de la quantité de beurre qui doit être décongelée, ce qui empêche de travailler dans un contexte dit "flux tendus/juste à temps" qui implique de ne produire que ce que l'on vend aussitôt. Les blocs de beurre ainsi décongelés peuvent subir plusieurs types de traitement parmi lesquels le plus simple consiste à refabriquer un beurre classique en rajoutant, le cas échéant, du beurre frais aux blocs de beurre décongelés avant de leur faire subir un traitement mécanique de remalaxage et de retexturisation dans des bacs et appareils de remalaxage munis de deux vis d'Archimède, spécialement conçus à cet effet et de les soumettre un processus de conditionnement notamment en plaquettes. Indépendamment de ce qui précède, les blocs de beurre décongelés peuvent servir de matière première pour la fabrication d'un dérivé particulier du beurre, l'huile de beurre dans la production duquel certains industriels se sont spécialisés. Ce dérivé, qui est un produit liquide contenant 99,9 % de matières grasses obtenu essentiellement par fonte, filtration et décantation du beurre est avant tout destiné à l'exportation vers les pays en voie de développement ; il présente l'avantage d'être très facile à stocker et à transporter dans des conteneurs, compte tenu de son état liquide, et de pouvoir être retraité sur le lieu de sa consommation par simple addition d'eau pour l'obtention d'une crème et par barattage pour l'obtention d'un beurre ayant une structure habituelle. Le processus classique de fabrication de l'huile de beurre notamment à partir de blocs de beurre décongelés ayant une température de l'ordre de 5 à 6"C additionné, le cas échéant, d'une certaine quantité de beurre frais, consiste à malaxer le beurre avant de le pomper et de le faire fondre dans un tube de fonte constitué par un échangeur thermique tubulaire possédant une double enveloppe permettant la circulation d'eau chaude, puis, à faire passer le produit ainsi fondu dans un décanteur dans lequel on sépare la matière grasse de l'eau et de l'extrait sec, dont la proportion est relativement de 16 % et 2 % pour obtenir une "huile de beurre". Ce processus est mis en oeuvre dans une installation de traitement fonctionnant en continu qui est constituée d'un malaxeur classique susceptible de traiter des blocs de beurre ayant une température de 5-6", d'une pompe, d'un tube de fonte et d'un décanteur. Il est à noter que les malaxeurs classiques qui sont constitués par un grand bac comportant, en partie basse, des vis d'Archimède susceptibles de traiter le beurre pâteux par un travail mécanique, ne peuvent traiter que du beurre ayant une température positive, de l'ordre de 5 à 6" et en aucun cas inférieure. Il est donc impossible de traiter actuellement directement des blocs de beurre congelés à -18" et il faut attendre les trois jours nécessaires à la décongélation à température ambiante. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de fabrication d'huile de beurre permettant de traiter directement les blocs de beurre congelés. Conformément à ce procédé, et de manière classique, on fait subir au beurre un traitement préalable, on le pompe, on le transfère dans un tube de fonte et on le fait passer dans un décanteur dans lequel on sépare la matière grasse de l'eau de façon à obtenir un produit liquide contenant environ 99,9 % de matières grasses. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on traite des blocs de beurre d'environ 5 à 25 kg congelés à une température de l'ordre de -18 C et on les broie jusqu'à un volume de l'ordre de 10 à 50 cm3 avant de les pomper et de les transférer dans le tube de fonte. Le procédé conforme à l'invention consiste donc, schématiquement, à remplacer l'opération classique de malaxage par une opération de broyage dans un dispositif adapté. Cette opération est particulièrement avantageuse tant du point de vue de l'hygiène vu qu'elle supprime tout risque de développement de bactéries que d'un point de vue purement économique vu qu'elle permet d'adapter la quantité de beurre décongelé aux besoins immédiats. L'invention se rapporte également à un dispositif de broyage adapté au traitement de blocs d'un produit pâteux et/ou visqueux notamment du beurre ayant subi une congélation préalable, et permettant l'alimentation d'une installation de traitement fonctionnant en continu située en aval. Ce dispositif de broyage est adapté au traitement de blocs de beurre en vu de la fabrication d'huile de beurre, auquel cas l'installation de traitement en continu située en aval est constituée par l'association d'un tube de fonte, d'un appareil de filtration et d'un décanteur ; il convient cependant d'insister sur le fait qu'il ne s'agit là que d'un exemple d'utilisation non limitatif de l'invention et qu'il en existe de nombreux autres, notamment dans le cadre des industries alimentaires. Selon l'invention, ce dispositif de broyage est caractérisé en ce qu'il est constitué par un carter principal à la partie inférieure duquel sont montées deux vis d'Archimède renforcées s'étendant parallèlement sur la totalité de sa longueur, entraînées en rotation en sens inverse par des organes de commande, et dont les spires coopèrent de façon à déplacer, broyer et, le cas échéant, malaxer les produits à traiter, le carter principal délimitant, dans le sens d'avancement de ces produits - une première chambre, ou chambre de broyage, comportant une ouverture d'introduction des produits à traiter, - une seconde chambre, ou chambre de stockage, suscep tible de faire office de tampon pour permettre la poursuite du fonctionnement de l'installation de traitement en cas d'interruption de l'alimentation en produit à traiter au niveau de la chambre de broyage, - un tunnel de compression coopérant avec une pompe de transfert de façon à permettre l'alimentation de l'installation de traitement. Il est essentiel que les deux vis d'Archimède soient sécantes, c'est-à-dire s'imbriquent l'une dans l'autre et suffisamment renforcées pour pouvoir broyer efficacement des blocs de beurre congelés à -18 C sans risquer de se casser. A la sortie de la chambre de broyage, ceux-ci sont ramenés à un volume de l'ordre de 10 à 50 cm3, c'est-à-dire qu'ils ont à peu près la taille d'un oeuf. La présence de la chambre de stockage est essentielle compte tenu de la nécessité d'adapter l'alimentation de la première chambre qui est manuelle donc essentiellement discontinue à l'installation de traitement fonctionnant en continu, située en aval. Il est, par ailleurs, préférable que la chambre de broyage et la chambre de stockage puissent être dissociables et démontées indépendamment l'une de 1' autre. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la chambre de broyage est délimitée à sa partie supérieure par une paroi oblique inclinée de façon que la section de la chambre de broyage diminue constamment dans le sens d'avancement des produits. Compte tenu de cette configuration, les produits introduits dans la première chambre peuvent être broyés par coincement entre la paroi inclinée et les spires des vis d'Archimède. Pour garantir la rigidité du dispositif à ce niveau, et bloquer efficacement les produits à broyer, on peut prévoir un pallier intermédiaire de vis. Conformément à l'invention, la puissance des organes de commande est bien entendu fonction de la nature du produit à traiter. Dans le cas de blocs de beurre congelés, on peut prévoir une puissance de 20 à 30 kW et une vitesse de rotation des vis d'Archimède comprise entre 5 et 30 tours par minute, l'ajustement de cette vitesse étant effectuée au moyen d'un variateur de fréquence ou d'un moto-variateur. Conformément à l'invention, il est par ailleurs nécessaire de veiller à éviter tout risque de collage du produit sur les parois du carter principal, et tout risque de formation de givre à la base de celui-ci, compte tenu de la température du produit. A cet effet, et selon une autre caractéristique de l'invention, le carter principal est équipé, au moins au niveau de sa partie inférieure et de la périphérie du tunnel de compression, d'une double enveloppe de dégivrage dans laquelle circule de l'eau à température positive. Selon l'invention, ce carter est avantageusement réalisé en acier inoxydable et a fait l'objet à sa partie interne d'un traitement préalable anticollage par grenaillage, sursablage, traitement chimique Selon une autre caractéristique de 1 'inven- tion, la chambre de stockage est équipée d'un orifice d'alimentation permettant l'addition de produits annexes, notamment de beurre frais venant d'être baratté et n'ayant pas subi de traitement préalable de congélation. Selon l'invention, le produit sortant de la seconde chambre est directement poussé dans la pompe de transfert au travers du tunnel de compression par les vis d'Archimède. La pompe de transfert, dont le rôle est d'extraire le produit broyé pour le transférer vers l'installation de traitement fonctionnant en continu située en aval, peut bien entendu être quelconque sans pour cela sortir du cadre de l'invention. A titre d'exemple, on peut prévoir une pompe volumétrique fixée sur une bride située à l'avant du tunnel de compression, deux pompes installées au même emplacement ou encore une pompe située à l'extrémité d'une vis d'Archimède, placée en travers du carter principal au niveau de la partie avant du tunnel de compression. Conformément à l'invention, on a également pensé à utiliser le dispositif de broyage susmentionné, non pas pour le traitement direct de blocs congelés à -18 C de façon à obtenir de l'huile de beurre mais pour refabriquer du beurre à partir de blocs de beurre préalablement congelés à environ -180C puis réchauffés sous température ambiante jusqu'à 50C en surface environ. Cette seconde possibilité d'utilisation constitue, bien entendu, elle aussi un exemple non limitatif des possibilités de mise en oeuvre du dispositif conforme à l'invention. Conformément au procédé classique, le beurre décongelé et ayant atteint une température de 5-6 C est découpé en tranches et soumis à un traitement mécanique de malaxage dans un appareil de malaxage. Le beurre ainsi malaxé est ensuite traité par des organes permettant son conditionnement, notamment sous forme de plaquettes. Ce processus classique de "refabrication de beurre avec du beurre" présente un inconvénient important lié au fait qu'il est très difficile de maîtriser la montée en température des blocs de beurre congelés à -18 C, et, il n'est pas rare que les blocs de beurre atteignent à leur périphérie une température de 5-6"C, alors que leur température "à coeur", c'està-dire en leur partie interne n'est que de 00C voire inférieure. Or, l'alimentation des malaxeurs classiques avec de tels produits peut aboutir à une destruction de ces appareils de malaxage qui ne sont pas conçus pour traiter des beurres ayant une température négative. Le dispositif de broyage conforme à l'inven tion, peut également être adapté au traitement de ces beurres. De plus, pour que la température passe de -18 C à 5/6"C, les blocs de beurre sont laissés pendant trois jours sous température ambiante, ce qui peut provoquer une contamination bactériologique. Grâce au nouveau procédé, le temps de décongélation est moins long, le risque de développement bactériologique est plus faible. Conformément à cet exemple de mise en oeuvre du dispositif, l'installation de traitement fonctionnant en continu est constituée par l'association d'organes de remalaxage classiques et d'organes de conditionnement. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication de beurre notamment en plaquettes pouvant être mis en oeuvre par l'utilisation du dispositif de broyage susmentionné et par lequel on fait subir à du beurre un traitement préalable, on le pompe, on le transfère à des organes de remalaxage et on le conditionne, notamment en plaquettes. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on traite des blocs de beurre d'environ 5 à 25 kg préalablement congelés à une température de l'ordre de -18 C et réchauffés sous température ambiante jusqu'à environ 5CC, on broie ces blocs dans la chambre de broyage et on les soumet à un malaxage préliminaire avant de les pomper et de les transférer dans les organes de remalaxage. On peut, le cas échéant, rajouter du beurre frais non préalablement congelé et venant d'être baratté au niveau du malaxage préliminaire. Conformément à ce procédé, la chambre de broyage est donc alimentée manuellement, non pas avec des blocs de beurre congelés à température de -180C, mais par un produit ayant préalablement subi une opération de décongélation jusqu a une température de l'organe de 5 C en surface mais pouvant avoir, à sa partie interne, une température de l'ordre de -10 . La seconde chambre ne fait pas seulement office de chambre de stockage, mais effectue également un malaxage préliminaire du produit sortant de la chambre de broyage de manière à façonner le beurre en forme de rouleau compte tenu du mouvement perpétuel qui lui est imprimé par les vis, et à former un rouleau de beurre pouvant être stocké avant d'être repris par la pompe et transféré vers les organes de remalaxage. Les caractéristiques du dispositif de broyage qui fait l'objet de l'invention, seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective du dispositif sans les vis d'Archimède ni la pompe, - la figure 2 est une coupe schématique de ce disposi tif. Selon les figures 1 et 2, le dispositif de broyage comporte un carter principal 1 à la partie inférieure duquel sont montées deux vis d'Archimède 2, 2' s'étendant parallèlement sur la totalité de sa longueur et dont seuls les logements sont représentés sur la figure 1. Les vis d'Archimède 2, 2' sont entraînées en rotation en sens inverse par des organes de commande non représentés logés dans un carter annexe 3. Le carter principal 1 est constitué d'une enveloppe fermée autoportante en acier inoxydable, installée dans un châssis tubulaire, qui repose sur des pieds vérins réglables 4 (figure 2). A titre d'exemple non limitatif, celui-ci peut avoir une capacité utile de 1300 kg, auquel cas ses dimensions sont les suivantes, en millimètres longueur 6 000, largeur 1 100, hauteur 2 000. Le carter principal 1 délimite, successivement dans le sens d'avancement A des produits à traiter, une première chambre ou chambre de broyage 5, une seconde chambre ou chambre de stockage 6 et un tunnel de compression 7 coopérant avec une pompe de transfert 8 susceptible de permettre l'alimentation des produits sortant du dispositif selon la flèche B vers une installation de traitement fonctionnant en continu située en aval non représentée sur les figures. La chambre de broyage 4 comporte une ouverture 9 d'introduction des produits à traiter et est délimitée à sa partie supérieure par une paroi oblique 10 inclinée de façon que la section de la chambre de broyage 5 diminue constamment dans le sens d'avancement A des produits. Les produits introduits par l'ouverture 9 sont broyés au niveau de l'angle a défini entre la paroi oblique 10 et les vis d'Archimède 2, 2'. Un palier intermédiaire 11 reposant sur deux vérins 4' est prévu à ce niveau pour garantir la rigidité du dispositif. La chambre de stockage 6 est également équipée d'un orifice d'alimentation 12 permettant l'addition de produits annexes. Bien entendu, l'emplacement des ouvertures 9 et 12 tel que représenté sur les figures n'est pas limitatif et pourrait être différent sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Il est essentiel de prévoir un volume de stockage 6 en aval de la chambre de broyage 5 pour permettre de maîtriser à tout moment l'alimentation selon la flèche B de l'installation de traitement fonctionnant en continu non représentée située en aval du dispositif, et ce, même en cas d'interruption de l'alimentation manuelle de produits à traiter par l'ouverture d'introduction 9. Une porte de visite 13 permet de contrôler à tout moment l'état de remplissage de la chambre 6. Selon la figure 2, le carter principal 1 est équipé, au niveau de sa partie inférieure et de la périphérie du tunnel de compression 7, d'une double enveloppe de dégivrage 14 dans laquelle circule de l'eau à température positive. Le carter principal 1 est, en outre, équipé d'un dispositif d'éclairage non représenté, et de boules de lavage 15. Pour faciliter le nettoyage, il est particulièrement avantageux que les deux chambres 5 et 6 puissent être dissociées l'une de l'autre. REVENDICATIONS 1") Procédé de fabrication d'huile de beurre par lequel on fait subir à du beurre un traitement préalable, on le pompe, on le transfère dans un tube de fonte et un appareil de filtration et on le fait passer dans un décanteur dans lequel on sépare la matière grasse de l'eau et de l'extrait sec, de façon à obtenir un produit liquide contenant environ 99,9 * de matières grasses, procédé caractérisé en ce que l'on traite des blocs de beurre et/ou de ses dérivés d'environ 5 à 25 kg congelés à une température de l'ordre de -18 C et on les broie jusqu'à un volume de l'ordre de 10 à 50 cm3 avant de les pomper et de les transférer dans le tube de fonte. 2") Dispositif de broyage, utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et adapté au traitement de blocs d'un produit pâteux et/ou visqueux tel que du beurre ayant subi une congélation préalable, et permettant l'alimentation d'une installation de traitement fonctionnant en continu située en aval, dispositif de broyage caractérisé en ce qu'il est constitué par un carter principal (1) à la partie inférieure duquel sont montées deux vis d'Archimède renforcées (2, 2') s'étendant parallèlement sur la totalité de sa longueur, entraînées en rotation en sens inverse par des organes de commande, et dont les spires coopèrent de façon à déplacer, broyer et, le cas échéant, malaxer les produits à traiter, le carter principal (1) délimitant, dans le sens d'avancement de ces produits - une première chambre (5), ou chambre de broyage, comportant une ou plusieurs ouvertures d'introduction (9) des produits à traiter, - une seconde chambre (6), ou chambre de stockage, susceptible de faire office de tampon pour permettre la poursuite du fonctionnement de l'installation de traitement en cas d'interruption de l'alimentation en produit à traiter au niveau de la chambre de broyage (5), - un tunnel de compression (7) coopérant avec une pompe de transfert (8) de façon à permettre l'alimentation de l'installation de traitement. 3") Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'installation de traitement fonctionnant en continu est constituée par l'association d'un tube de fonte, d'un appareil de filtration et d'un décanteur destiné à la fabrication d'huile de beurre. 4") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la chambre de broyage (5) est délimitée à sa partie supérieure par une paroi oblique (10) inclinée de façon que la section de la chambre de broyage (5) diminue constamment dans le sens d'avancement (A) des produits. 5") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le carter principal (1) est équipé, au moins au niveau de sa partie inférieure et de la périphérie du tunnel de compression (7), d'une double enveloppe de dégivrage (14) dans laquelle circule de l'eau à température positive. 6") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la chambre de stockage (6) est équipée d'un ou plusieurs orifices d'alimentation (12) permettant l'addition de produits annexes. 7") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 4 à 6, caractérisé en ce que l'installation de traitement fonctionnant en continu est constituée par l'association d'organes de remalaxage classiques et d'organes de conditionnement destinés à la fabrication d'un beurre notamment conditionné en plaquette. 8") Procédé de fabrication de beurre et/ou de ses dérivés notamment conditionné en plaquettes tel que mis en oeuvre par l'utilisation du dispositif selon la revendication 7, par lequel on fait subir à du beurre et/ou ses dérivés un traitement préalable, on le pompe, on le transfère à des organes de remalaxage et on le conditionne, notamment en plaquettes, procédé caractérisé en ce que l'on traite des blocs de beurre d'environ 5 à 25 kg préalablement congelés à une température de l'ordre de -18 C et réchauffés sous température ambiante jusqu'à environ 5"C en surface et -10 C à coeur, on broie ces blocs dans une chambre de broyage et on les soumet à un malaxage préliminaire avant de les pomper et de les transférer dans les organes de remalaxage. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on ajoute du beurre frais, non préalablement congelé, au niveau du malaxage préliminaire.