Brevet FR2758689A1 — publié le 19980731

La présente invention concerne un appareil pour l'écrémage statique du lait. La nécessité de séparer la crème du lait par écrémage à l'aide d'un procédé statique fonctionnant par gravité est bien connue par l'état de la technique relatif aux techniques de production de fromages spéciaux, tels que le parmesan et autres fromages analogues. Les différents procédés d'écrémage statique basés principalement sur l'utilisation de grandes cuves à ciel ouvert à fond incliné et à battant réduit en hauteur pour limiter les temps de séparation de la crème, sont également bien connus. Un tel procédé est cependant entièrement manuel et requiert une grande expérience et une fiabilité élevée de la part de l'opérateur, sans compter les risques du point de vue hygiénique et sanitaire. Un autre type d'appareil de type mécanisé est décrit dans le document EP-O 207 207 et est composé d'une pluralité de tasses supportées par un arbre central qui tourne lentement à l'intérieur d'une cuve contenant le lait. Cette rotation est associée à une translation vers le bas d'une manière telle que le bord supérieur des tasses soit toujours au niveau de la surface libre de la crème qui flotte sur le lait, afin que la crème puisse tomber, par ruissellement, à l'intérieur des tasses avant d'être évacuée vers un réservoir de récupération. Un tel appareil comporte cependant lui aussi des limites, principalement dues au fait que le mouvement de rotation-translation des tasses doit être contrôlé de manière très précise pour ne pas altérer l'équilibre superficiel qui maintient la séparation entre la crème et le lait sur lequel flotte la crème. Se pose alors le problème technique de réaliser un appareil pour l'écrémage statique du lait, qui soit capable de diminuer les temps de récupération de la crème tout en évitant que ladite crème ne se mélange à nouveau avec le lait durant l'opération d'écrémage. Dans le cadre de ce problème, apparaît la nécessité ultérieure que l'appareil offre un haut niveau de fiabilité et qu'il soit de conception simple, tout en étant agréé pour une utilisation dans le domaine agro-alimentaire sur le plan hygiénique. Ces problèmes techniques sont résolus par un appareil d'écrémage statique suivant la présente invention, qui comprend au moins une cuve munie de dispositifs d'alimentation/évacuation du lait, de dispositifs de récupération de la crème, de dispositifs à volume variable placés à l'intérieur de la cuve et capables de faire monter le niveau du lait, de moyens fixes placés à l'intérieur de la cuve capables de soulever le niveau supérieur d'écrémage et de récupérer et évacuer la crème en direction des dispositifs de récupération de celle-ci. La description ci-après, donnée avec référence aux dessins annexés, le tout à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Dans ces dessins la Fig. 1 est une vue en coupe suivant un plan vertical de l'appareil selon l'invention, rempli de lait à écrémer; la Fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant le plan II-II de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe semblable à celle de la Fig. 1 au début de la séparation de la crème et du lait; la Fig. 4 est une vue en coupe de la Fig. 3, durant l'écrémage; la Fig. 5 montre une autre forme de réalisation du dispositif de soulèvement du niveau du lait; la Fig. 6 montre une dernière forme de réalisation du dispositif de soulèvement du niveau du lait; la Fig. 7 montre une première forme de réalisation de l'appareil suivant la présente invention, et la Fig. 8 montre une deuxième forme de réalisation de l'appareil suivant la présente invention. Comme représenté à la Fig. 1, l'appareil suivant l'invention, pour la séparation de la crème 1 du lait 2 par écrémage statique, comprend une cuve 10, normalement réalisée en acier inoxydable pour usage alimentaire, fermée à sa partie supérieure par une cloche 20 au sommet de laquelle se trouve un conduit 21 d'aération. A l'intérieur de la cuve 10 et de la cloche 20 sont également placés des dispositifs de lavage et de stérilisation 11, d'un type connu et non décrits en détail. Sur le fond de la cuve 10 est aménagé un conduit 12 pour l'alimentation et l'évacuation du lait 2, respectivement avant et après l'écrémage. Juste au-dessus du fond 10a de la cuve 10 est placée une grille 30a, installée de manière transversale, servant de support à un dispositif 30 à volume variable apte à déterminer le soulèvement du niveau 2a du lait 2. Dans l'exemple de la Fig. 1, ce dispositif est réalisé au moyen d'un ballon en caoutchouc, muni d'une entrée 31 qui, à travers un trou lOb de la cuve 10, est rendue accessible de l'extérieur pour l'alimentation/évacuation du fluide de remplissage du ballon 30, qui est donc successivement gonflé/dégonflé suivant les besoins, comme cela sera mieux expliqué ci-après en se référant au fonctionnement de l'appareil. De plus, dans la partie supérieure de la cuve 10 est placé un entonnoir 42, supporté par des bras 41, fixés également sur la cuve 10, qui est munie d'un conduit d'évacuation inférieur 43. Comme illustré, le conduit 43 de l'entonnoir 42 débouche à l'intérieur de la cloche 20, fermée à sa partie inférieure par un fond 22 incliné et doté d'une ouverture 22a pour la sortie de la crème 1. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les extrémités des bras 41, fixés sur la cuve peuvent être accouplées à une vis de réglage micrométrique pouvant être actionnée, par exemple, par l'intermédiaire d'un bouton de commande externe, pour permettre le réglage du niveau d'écoulement de l'entonnoir 42 par rapport au bord supérieur de la cuve 10. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant - le lait 2 est introduit dans la cuve 10 (Fig. 1) à travers l'ouverture inférieure 12 jusqu'à ce que le niveau de ce lait atteigne le niveau supérieur 2a, inférieur au niveau de l'entonnoir 42; - en laissant décanter le lait 2 (Fig. 3), la crème 1 commence à affleurer et à flotter sur le niveau 2a du lait, en se stabilisant à un niveau la de surface libre; - après un laps de temps approprié, nécessaire pour que la crème 1 se sépare du lait 2, le ballon 30 est gonflé avec de l'eau (Fig. 4) afin de faire monter le niveau 2a du lait et donc le niveau la de la crème 1 qui, lorsqu'elle dépasse le bord supérieur dudit entonnoir 42, s'écoule, soit à l'intérieur de l'entonnoir 42, soit directement à l'intérieur de la cloche 20, sortant ainsi radialement de la cuve 10. Une fois tombée sur le fond 22 de la cloche, la crème 1 est récupérée à travers le conduit 22a et stockée; - en continuant à écrémer et à gonfler le ballon 30, on peut achever l'opération d'écrémage; il est alors possible de vider la cuve du lait 2 écrémé à travers le conduit 12. Il suffit en outre de dégonfler le ballon 30 pour que l'appareil soit prêt pour un nouveau cycle d'écrémage. De multiples variantes pourront être apportées dans la réalisation pratique des détails de construction de l'appareil, comme illustré par exemple aux Fig. 5 et 6 dans lesquelles le dispositif à volume variable, pour le soulèvement du niveau du lait, est respectivement constitué d'un ou plusieurs pistons plongeurs 300 et d'une membrane élastique 3000. De manière analogue (Fig. 7), il est prévu que l'appareil puisse être constitué de plusieurs cuves 10, 100, 1000, disposées en cascade avec alimentation en parallèle et évacuation du lait écrémé en série. Dans cette configuration, il est suffisant que le dispositif 30 à volume variable soit placé à l'intérieur de la première cuve et que les autres cuves soient dotées d'un niveau d'écoulement de la crème décroissant de l'une à la suivante, d'une manière telle que l'accomplissement de l'écrémage dans la première cuve 10 permette d'alimenter par gravité la deuxième cuve 100 de lait écrémé, déterminant ainsi le soulèvement du niveau du lait à écrémer et le début de l'écoulement de la crème dans la deuxième cuve. Il en va de même pour les cuves suivantes. Dans la configuration de la Fig. 8, les cuves, en plus d'être alimentées en parallèle, sont également vidangées en parallèle (et non en série); de cette manière, tout en maintenant le dispositif à volume variable uniquement dans la première cuve 10, l'écrémage s'effectue alors simultanément dans toutes les cuves, et non l'une après l'autre comme dans le cas représenté à la Fig. 6, dans la mesure où toutes les cuves communiquent entre elles. Il est à souligner enfin que, même si le ballon 30 est de préférence rempli avec de l'eau pour des raisons de stabilité, puisque l'eau a une densité à peu près égale à celle du lait, d'autres fluides appropriés, ayant une densité équivalente, peuvent également être utilisés. L'appareil peut en outre être complété avec des dispositifs de détection et de commande appropriés, tels que des capteurs pour la détermination des niveaux de la crème et du lait et des programmateurs de différents types, afin de rendre entièrement automatique le cycle de fonctionnement. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour séparer la crème (1) du lait (2) par écrémage statique comprenant au moins une cuve (10) munie de dispositifs (12) d'alimentation/évacuation du lait et de dispositifs (20) de récupération de la crème (1), caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs (30, 300, 3000) à volume variable, placés à l'intérieur de la cuve (10) et capables de soulever le niveau du lait (2), ainsi que des dispositifs (41, 42), placés à l'intérieur de la cuve (10), servant à déterminer le niveau supérieur d'écrémage et à récupérer et évacuer la crème (1) vers ces dispositifs (20) de récupération de crème. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à volume variable sont composés d'une chambre gonflable (30), réalisée en matériau élastique. 3.- Appareil suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre gonflable est munie d'un conduit (31) de communication avec l'extérieur, pour l'alimentation et l'évacuation d'un fluide servant à l'expansion de la chambre. 4.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre gonflable est supportée par une grille (30ai. 5.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le fluide a une densité à peu près égale à la densité du lait. 6.- Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le fluide est de l'eau. 7.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à volume variable sont constitués d'un piston plongeur (300). 8.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à volume variable sont constitués d'une membrane extensible (3000), solidaire des parois internes de la cuve. 9.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de détermination du niveau d'écrémage sont constitués d'un entonnoir (42) de récupération de la crème (1), disposé dans une position à peu près centrale par rapport à la cuve (10), à une hauteur appropriée par rapport au fond, et supporté par des bras (41) fixés sur la cuve. 10.- Appareil suivant les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que les bras (41) sont reliés aux parois de la cuve (10) par l'intermédiaire de dispositifs permettant le réglage de la hauteur de l'entonnoir par rapport à la cuve. 11.- Appareil suivant les revendications 1 et 10, caractérisé en ce que les dispositifs de réglage de la hauteur de l'entonnoir par rapport à la cuve sont constitués de dispositifs à vis qui peuvent être commandés de l'extérieur, par l'intermédiaire d'éléments d'actionnement correspondants. 12.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu ' un conduit d'évacuation (43 > débouchant sur le fond (22) de la cloche (20) est prévu au fond de l'entonnoir. 13.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs cuves sont installées en cascade, une seule d'entre elles étant munie desdits dispositifs (30) à volume variable pour le soulèvement du niveau du lait (2). 14.- Appareil suivant les revendications 1 et 13, caractérisé en ce que les cuves en cascade sont alimentées en parallèle et évacuées en série. 15.- Appareil suivant les revendications 1 et 13, caractérisé en ce que les cuves en cascade sont alimentées en parallèle et évacuées en parallèle. 16.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments de détection sont solidaires de la cuve (10) , et capables de déterminer la hauteur du lait (2) et de la crème (1). 17.- Appareil suivant les revendications 1 et 16, caractérisé en ce que les éléments de détection sont reliés à des dispositifs de programmation et d'actionnement pour le contrôle automatique du cycle.