Brevet FR3081522A1 — publié le 20191129

French Description Description Titre de l'invention Vérin d'une installation agroalimentaire [0001] Le domaine de la présente invention est celui des vérins actionnés par un fluide, dits hydrauliques, destinés à une utilisation dans une installation agroalimentaire, notamment une installation pour la fabrication de fromages calibrés ou non. [0002] Plus particulièrement le domaine de ce vérin est celui des vérins notamment de compression de moules à fromages ou de compression de fromages. [0003] Le domaine de ce vérin est également celui des vérins destinés à déplacer un élément dans une installation agroalimentaire, notamment pour la fabrication de fromages, et plus précisément destinée au pressage de moules à fromages. [0004111 est connu d'utiliser, dans une installation pour la fabrication de produits alimentaires, des vérins. [0005] Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, un vérin peut être utilisé pour comprimer un aliment pâteux afin de le conformer à un moule calibré. Il peut être utilisé également pour compresser un mélange alimentaire dans un moule ajouré afin de le séparer en une pâte et un liquide. Il peut aussi être utilisé pour mouvoir un élément de structure de haut en bas pour, par exemple, effectuer une opération de barbotage d'un lot d'aliments dans un bain. [0006] Les produits alimentaires sont, pour des raisons d'hygiène, réalisés dans des enceintes confinées et réfrigérées entre 5°C et 35°C, qui sont l'objet de nettoyages réguliers, poussés et fréquents après au moins chaque production de lots alimentaires. [0007] Pour des raisons de compacité et d'efficacité, ainsi que de réduction des coûts de l'installation, les vérins sont disposés au plus près des moules, voire dans les bains. Les vérins sont donc soumis aux produits de nettoyage et à des changements de température, les étapes de nettoyage se faisant à une température de plus de 75°C, et même plus de 85°C (Celsius). 2 French Description [0008] C'est notamment le cas dans le cadre des installations de fabrication de fromages, plus particulièrement pour les fromages calibrés tels que par exemple du type Gruyère, Morbier ou Comté. [0009] Une telle installation comporte des enceintes dans lesquelles des vérins pressent chacun une plaque recouvrant une préparation d'un mélange de caillé et de lactosérum dans un moule à fromage, afin de presser ce caillé pour former un fromage. Il est important que le pressage soit uniforme sur tout le fromage, pour que le fromage ainsi formé soit bien calibré. Toute variation de hauteur sur le fromage obtenu est considérée comme un défaut et fait baisser le prix de vente du fromage ainsi obtenu. Le moule à fromage à compresser peut avoir un diamètre supérieur à 75 cm. Le guidage du vérin doit donc être précis. Lors du pressage du caillé dans les moules à fromages, du petit lait est évacué par des orifices autour du moule à fromage. L'étape de pressage ou de compression prend plusieurs heures. Une telle étape de pressage se fait à une température de l'ordre de 25°C à 35°C. La température de préparation de cette étape, consistant à la mise en place du moule et au déplacement du vérin jusqu'à affleurer la plaque placée sur le moule, peut se faire quant à elle à la température habituelle de l'installation de fabrication de fromages, c'est-à-dire à une température qui est normalement de l'ordre de 5°C à 10°C. On peut considérer que la fabrication d'un fromage s'effectue à une température comprise entre 5°C et 35°C. [0010] Lorsque l'étape de pressage du fromage est terminée, le fromage obtenu est démoulé du moule à fromage sur place dans l'enceinte, ou alors l'ensemble est déplacé hors de l'enceinte pour être démoulé sur un autre poste de travail. Les diverses manipulations peuvent faire également intervenir des vérins de manipulation internes à l'enceinte. [0011] L'enceinte de pressage et les vérins qu'elle comporte subissent alors une étape de nettoyage, de désinfection et de stérilisation. Cela est réalisé en lavant l'ensemble avec des produits chimiques spécifiques à une température de nettoyage de plus de 60°C, voire plus de 75°C et même jusqu'à 90°C pour tuer les bactéries pouvant être présentes. Cette étape de nettoyage pour une telle enceinte prend environ 20 minutes, le temps que toutes les surfaces des éléments à nettoyer, désinfecter et stériliser soient à la température attendue. French Description Pour assurer un bon nettoyage, le vérin doit être actionné plusieurs fois durant cette étape. [0012] Dans le cas d'autres enceintes pour d'autres étapes de fabrication de fromages, l'étape de nettoyage correspondante peut être plus longue et dure jusqu'à 60 voire 90 minutes. Les vérins sont ici aussi actionnés plusieurs fois durant cette étape de nettoyage. [0013] Les vérins utilisés de manière connue dans ce type d'installation sont de deux types : des vérins dits à boudin et des vérins dits à piston. [0014]11 est connu pour réaliser la compression des moules à fromages d'utiliser des vérins pneumatiques souples dits , French Description [0068] La première arrivée 500 se poursuit par un premier conduit hydraulique 6 d'un premier réseau de fluide hydraulique 60. [0069] La partie de rétractation 51 est alimentée par un fluide hydraulique sous pression par une seconde arrivée 510 en fluide hydraulique sous pression. Cette seconde arrivée 510 traverse l'anneau 41. Alternativement, cette seconde arrivée 510 peut traverser la paroi périphérique 42 de l'élément cylindrique 4 à proximité de l'anneau 41. [0070] La seconde arrivée 510 se poursuit par un second conduit hydraulique 7 d'un second réseau de fluide hydraulique 70. [0071] Le remplissage de la partie correspondant à la chambre de déploiement 50 par un fluide hydraulique permet de déplacer le piston 3 dans la chambre 5 en direction de l'anneau 41. La partie de rétractation 51 se vide alors de son fluide hydraulique. On déploie alors le vérin 1. [0072] Le piston 3 et la tige 30 correspondante peuvent se déployer hors de la chambre 5 sur au moins 60% de leur longueur, voire au moins à 70% de leur longueur, voire même sur 80% de leur longueur. [0073] Le remplissage de la partie de rétractation 51 par un fluide hydraulique permet de déplacer le piston 3 dans la chambre 5 en direction du fond 40. La partie correspondant à la chambre de déploiement 50 se vide alors de son fluide hydraulique. On rétracte alors le vérin 1. [0074] Le piston 3 et la tige 30 correspondante peuvent se rétracter sur au moins 80% de leur longueur dans la chambre 5, voire au moins à 90% de leur longueur, voire même sur la totalité de leur longueur. [0075] La paroi périphérique 42 et le fond 40 peuvent être d'un seul tenant et réalisés par exemple par usinage. [0076] Le fond 40 peut aussi coopérer avec la paroi périphérique 42 par des moyens d'assemblage réversibles ou non, tels que par soudage, par vissage, par collage. [0077] La paroi périphérique 42 et l'anneau 41 peuvent être également d'un seul tenant et réalisés par exemple par usinage. 11 French Description [0078] L'anneau 41 peut aussi coopérer avec la paroi périphérique 42 par des moyens d'assemblage réversibles ou non, tels que par soudage, par vissage, par collage. [0079] Le piston 3 peut comporter au moins un joint d'étanchéité et/ou au moins un racleur en matériau élastomère sur sa périphérie en regard de la surface interne 421 de la paroi périphérique 42. Cela afin d'assurer une étanchéité satisfaisante vis-à-vis du fluide hydraulique dans la chambre 5 et notamment dans la partie correspondant à la chambre de déploiement 50 et/ou dans la partie de rétractation 51. Le piston 3 peut également comporter une bague de guidage sur sa périphérie en regard de la surface interne 421 de la paroi périphérique 42. [0080] De même, l'anneau 41 peut comporter, au niveau de son orifice, au moins un joint d'étanchéité et/ou au moins un racleur en matériau élastomère sur sa périphérie en regard de la tige 30. Cela afin d'assurer une étanchéité satisfaisante vis-à-vis du fluide hydraulique dans la partie de rétractation 51. L'orifice peut également comporter une bague de guidage sur sa périphérie en regard de la tige 30. [0081] La paroi périphérique 42 de l'élément cylindrique 4 est surdimensionnée et de forte épaisseur. C'est vrai par rapport aux exigences de guidage primaires d'un tel piston 3 dans une telle chambre 5. C'est également vrai par rapport aux exigences de résistance à. la pression d'un fluide hydraulique dans un tel vérin 1 et une telle chambre 5. [0082] Ainsi, dans le cas d'un vérin 1, par exemple de diamètre 155 millimètres, l'épaisseur de la paroi 42 de l'élément cylindrique 4 est normalement de 4 millimètres d'épaisseur, voire de 3 millimètres. Pour un vérin 1 selon l'invention, l'épaisseur de la paroi 42 de l'élément cylindrique 4 est de 8 millimètres ou plus. [0083] Ce surdimensionnement de l'épaisseur de la paroi 42 de l'élément cylindrique 4 permet au vérin 1 de pouvoir fonctionner sans grippage durant une phase de nettoyage de l'installation, à une température d'au moins 75°C. Par température supérieure à 75°C, on parle d'un intervalle de température compris entre 75°C et 95°C pour un liquide projeté ou dans lequel baigne le vérin 1 pendant une phase de nettoyage. 12 French Description [0084] Bien entendu, le vérin 1 se grippe s'il est soumis à une température supérieure à 75°C pendant une durée trop longue et qu'il atteint en interne une température en dehors de sa température de fonctionnement. Mais un surdimensionnement de l'épaisseur de la paroi 42 permet à ladite paroi 42 de former des moyens de conservation temporairement internes à la paroi 42 d'une température entre 5°C et 35°C, même si sa surface externe 420 monte en surface à une température plus élevée. Cet effet de conserver à coeur ou en interne du vérin 1 une température de fonctionnement est obtenu lorsque l'épaisseur est au moins de 8 millimètres, et lorsque le rapport entre cette épaisseur divisée par le rayon "r" dudit vérin 1 est supérieur à 0.1. Une telle configuration du vérin 1 lui permet alors de fonctionner pendant une phase de nettoyage de 20 minutes. [0085] L'effet obtenu est amélioré dans le cas d'une épaisseur de la paroi 42 de l'élément cylindrique 4 de 12 millimètres ou plus, et lorsque le rapport entre cette épaisseur divisée par le rayon "r" dudit vérin 1 est supérieur à 0.15. Une telle configuration du vérin 1 lui permet alors de fonctionner pendant une phase de nettoyage de 60 minutes. [0086] L'effet obtenu est encore amélioré pour une épaisseur de la paroi 42 de l'élément cylindrique 4 de 17 millimètres ou plus, et lorsque le rapport entre cette épaisseur divisée par le rayon "r" dudit vérin 1 est supérieur à 0.21. Une telle configuration du vérin 1 lui permet alors de fonctionner pendant une phase de nettoyage de 90 minutes. [0087] L'effet obtenu peut être accentué en prévoyant d'utiliser pour ce vérin 1 une tige 30 pleine qui pourra constituer ici des moyens secondaires de conservation à coeur du vérin 1 de la température de fonctionnement. [0088] Aussi, la tige 30 peut être elle aussi surdimensionnée par rapport aux exigences de guidage secondaires de ladite tige 30. [0089] Elle peut être aussi surdimensionnée aux exigences de résistance à la pression d'un fluide hydraulique dans un tel vérin 1 et une telle chambre 5. [0090] Ainsi, dans le cas d'un vérin 1, par exemple toujours de diamètre 155 millimètres, le diamètre d'une tige 30 est normalement de 40 millimètres 13 French Description d'épaisseur, voire de 30 millimètres. Et elle peut, pour des raisons de coût et de légèreté, être creuse. Pour un vérin 1 selon l'invention, le diamètre de la tige 30 est de 50 millimètres de diamètre ou plus. [0091] Pour un vérin 1 selon l'invention, le diamètre de la tige 30 est avantageusement de 60 millimètres de diamètre ou plus, voire de 80 millimètres de diamètre ou plus. [0092] Plus le diamètre de la tige 30 est important, meilleur est le guidage de la tige 30 par rapport à l'orifice. [0093] Un vérin 1 selon l'invention peut comporter des moyens de maintien périphériques 43 pour se connecter à une structure de l'installation agroalimentaire 2. Ces moyens de maintien 43 peuvent consister, comme illustré figure 2, en des paliers ou des écrous destinés à coopérer respectivement avec des axes ou des tiges filetées réciproques de la structure de l'installation agroalimentaire 2, non illustrés ici. Ces moyens de maintien 43 peuvent être solidaires du vérin 1, et notamment solidaires de l'élément cylindrique 4. Ils peuvent être au nombre de quatre, portés deux à deux par des mêmes axes perpendiculaires entre eux, et disposés radialement sur le vérin 1. [0094] Un tel vérin 1 peut être utilisé pour déplacer, secouer, monter ou abaisser des éléments de structure d'une installation agroalimentaire 2, notamment une installation de fabrication de fromages. Plus précisément, un tel vérin 1 peut être utilisé dans une installation de pressage de moules à fromages ou de pressage de fromages. [0095] Ce vérin 1 peut ainsi être utilisé àl'intérieur d'une enceinte d'une telle installation agroalimentaire 2. [0096] Un tel vérin 1 peut plus particulièrement être utilisé pour presser des moules à fromages, ou presser des fromages. [0097] Dans le cadre d'une telle utilisation, la tige 30 comporte, à une extrémité opposée au piston 3, un plateau 8, comme illustré sur les figures 1 et 2. Ce plateau 8 peut venir de matière avec la tige 30 ou être assemblé par des moyens de liaison réversibles ou non comme une partie taraudée de l'un de la tige 30 ou 14 French Description du plateau 8, coopérant avec une partie filetée de l'autre de la tige 30 ou du plateau 8. [0098] Du fait du guidage précis du vérin 1, on peut ainsi presser un fromage ou un moule à fromage avec le plateau 8 d'un tel vérin 1 sans risque d'une variation de hauteur sur le fromage ainsi obtenu. [0099] Selon une alternative de réalisation non illustrée ici, l'élément cylindrique 4 du vérin 1 est traversé par un réseau de canalisations pouvant acheminer un fluide de chauffage ou de refroidissement. Cela permet que le vérin 1 soit maintenu à une température définie. Cette solution permet d'augmenter le temps de fonctionnement du vérin 1 soumis à un environnement à une température hors de sa température de fonctionnement. [0100] Avantageusement, tout ou partie de l'élément cylindrique 4, du fond 40 ettou de l'anneau 41 sont en acier inoxydable. Avantageusement, le piston 3 et la tige 30 sont en acier inoxydable. [0101] Ces fortes épaisseurs de la paroi périphérique 42 de l'élément cylindrique 4 et éventuellement du diamètre de la tige 30 apportent un effet inattendu dans la résolution du problème de grippage pouvant advenir lors du coulissement du piston 3 dans la chambre 5 lors des étapes de nettoyage à 75°C. [0102] En effet, ces fortes épaisseurs permettent au vérin 1 de conserver à coeur une température de fonctionnement pendant un temps plus important que dans le cas d'une faible épaisseur. On peut ainsi augmenter l'épaisseur de paroi 42 et le diamètre de tige 30 du vérin 1 pour s'assurer que le vérin 1 reste à une température permettant son fonctionnement sans grippage. [0103] On peut réaliser ainsi un vérin 1 pouvant fonctionner dans une installation agroalimentaire 2, notamment de fabrication de fromages, qui puisse fonctionner sans grippage notamment à une température d'une étape de pressage, et qui puisse fonctionner également sans grippage pendant une étape de nettoyage à une température plus élevée pendant un temps réduit correspondant au temps de l'étape de nettoyage. French Description [0104] Un tel vérin 1 comporte peu de pièces, sa maintenance est aisée, et il présente un encombrement compact lui permettant de remplacer les systèmes de vérin existants. [0105] lI présente un nettoyage facilité et garantit un guidage du piston 3 pour une compression uniforme. [0106] De plus, un tel vérin 1 comporte un nombre réduit de joints d'étanchéité pouvant être en contact avec les produits de nettoyage, ce qui facilite et simplifie la maintenance d'un tel vérin 1. [0107] Une installation agroalimentaire 2 peut comporter un ou plusieurs exemplaires de ce vérin 1 permettant de fonctionner pendant un temps réduit dans un environnement à une température autre que celle de sa température de fonctionnement sans grippage. On peut plus particulièrement équiper une installation de pressage de fromages ou de moules à fromages d'un ou de plusieurs vérins 1 selon l'invention. 12 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31 [Revendication 41 [Revendication 51