CA2314636A1 - Methode et equipement pour le remplissage, la pesee et le pressage sous vide de fromage de type cheddar ou pasta filata - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une méthode ainsi qu'un nouvel équipement adapté à sa mise en oeuvre, dont le but est de remplir des contenants de fromage, tels que des boîtes ou barils, à l'intérieur d'une enceinte sous vi de afin d'éliminer le besoin de retirer l'air capté dans les interstices du contenu de fromage suite au remplissage des contenants. Selon cette méthode, on introdu it les contenants à remplir dans une chambre sous vide; on introduit le fromage dans la chambre sous vide au moyen d'un cyclone et/ou d'une colonne via un sas à fromage; on remplit les contenants avec le fromage ainsi introduit; on procède à une compaction puis à un pressage du fromage dans les contenants au sein de la chambre sous vide; et on sort les contenants remplis de la chambre sous vide, on les ferme et on les entrepose. De préférence, les contenants à remplir sont introduits et sortis de la chambre à vide au moyen d'un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas en vue de maintenir la chambre en permanence sous vide. De préférence aussi, on utilise un carrousel comme sas à fromage.
Description
MÉTHODE ET ÉQUIPEMENT POUR LE REMPLISSAGE LA PESÉE ET LE
PRESSAGE SOUS VIDE DE FROMAGE DE TYPE CHEDDAR OU PASTA
F I LATA
Arrière flan technologue La présente invention concerne une nouvelle méthode ainsi qu'un nouvel équipement adapté à sa mise en oeuvre, dont le but est de remplir des contenants de fromage, tels que des boites ou barils, à l'intérieur d'une enceinte sous vide afin d'éliminer le besoin de retirer l'air capté dans les interstices du contenu de fromage suite au remplissage des contenants.
L'invention est basée sur la découverte du fait que lorsque des contenants de fromage, en particulier à base de cheddar ou de pasta filata, sont remplis et traités dans une chambre sous vide, il n'est alors plus nécessaire d'éliminer l'air qui se trouve coincé entre les grains du fromage pendant que ce dernier est introduit dans les contenants.
Jusqu'à présent, cette élimination de l'air est effectuée au moyen de tubes perforés reliés à une pompe à vide qui sont introduits dans le fromage après que la boite ait été remplie. Le problème avec cette technique connue sous le nom
PRESSAGE SOUS VIDE DE FROMAGE DE TYPE CHEDDAR OU PASTA
F I LATA
Arrière flan technologue La présente invention concerne une nouvelle méthode ainsi qu'un nouvel équipement adapté à sa mise en oeuvre, dont le but est de remplir des contenants de fromage, tels que des boites ou barils, à l'intérieur d'une enceinte sous vide afin d'éliminer le besoin de retirer l'air capté dans les interstices du contenu de fromage suite au remplissage des contenants.
L'invention est basée sur la découverte du fait que lorsque des contenants de fromage, en particulier à base de cheddar ou de pasta filata, sont remplis et traités dans une chambre sous vide, il n'est alors plus nécessaire d'éliminer l'air qui se trouve coincé entre les grains du fromage pendant que ce dernier est introduit dans les contenants.
Jusqu'à présent, cette élimination de l'air est effectuée au moyen de tubes perforés reliés à une pompe à vide qui sont introduits dans le fromage après que la boite ait été remplie. Le problème avec cette technique connue sous le nom
2 o de "probage" est que non seulement l'air mais également le lactosérum, sont retirés durant l'opération, ce qui altère le rendement et la qualité du fromage.
En plus d'éliminer l'étape néfaste du probage, le remplissage des contenants entièrement mécanisé sous vide tel qu'il est obtenu pour la méthode et l'équipement selon l'invention permet d'assurer l'uniformité de la qualité de la production du fromage à cause des délais de temps réduits constants.
Les interventions humaines éliminées, la réduction de la durée de manutention réduite et le cheminement possible de deux types de fromage au travers le méme procédé contribuent en outre à réduire les surfaces des aires de production.
Résumé de l'invention L'invention a donc comme premier objet une méthode pour remplir des contenants de fromage, caractérisée en ce que:
- on introduit les contenants à remplir dans une chambre sous vide;
- on introduit le fromage dans la chambre sous vide au moyen d'un cyclone et/ou d'une colonne via un sas à fromage;
- on remplit les contenants avec le fromage ainsi introduit;
- on procède à une compaction puis à un pressage du fromage dans les contenants au sein de la chambre sous vide; et - on sort les contenants remplis de la chambre sous vide, on les ferme et on les entrepose.
De préférence:
- les contenants à remplir sont introduits et sortis de la chambre à
vide au moyen d'un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas en vue de maintenir la chambre en permanence sous vide; et - on utilise un carrousel comme sas à fromage.
2 o L'invention a aussi pour second objet un équipement pour remplir des contenants de fromage. caractérisé en ce qu'il comprend:
- une chambre sous vide;
- des moyens pour introduire les contenants à remplir dans la chambre sous vide et pour les sortir après leur remplissage;
- un distributeur de fromage comprenant un cyclone et/ou une colonne pour introduire le fromage dans la chambre sous vide via un sas à
fromage;
et pour remplir les contenants avec le fromage ainsi introduits; et - des moyens pour compacter et presser le fromage dans les contenants au sein de la chambre à vide.
En plus d'éliminer l'étape néfaste du probage, le remplissage des contenants entièrement mécanisé sous vide tel qu'il est obtenu pour la méthode et l'équipement selon l'invention permet d'assurer l'uniformité de la qualité de la production du fromage à cause des délais de temps réduits constants.
Les interventions humaines éliminées, la réduction de la durée de manutention réduite et le cheminement possible de deux types de fromage au travers le méme procédé contribuent en outre à réduire les surfaces des aires de production.
Résumé de l'invention L'invention a donc comme premier objet une méthode pour remplir des contenants de fromage, caractérisée en ce que:
- on introduit les contenants à remplir dans une chambre sous vide;
- on introduit le fromage dans la chambre sous vide au moyen d'un cyclone et/ou d'une colonne via un sas à fromage;
- on remplit les contenants avec le fromage ainsi introduit;
- on procède à une compaction puis à un pressage du fromage dans les contenants au sein de la chambre sous vide; et - on sort les contenants remplis de la chambre sous vide, on les ferme et on les entrepose.
De préférence:
- les contenants à remplir sont introduits et sortis de la chambre à
vide au moyen d'un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas en vue de maintenir la chambre en permanence sous vide; et - on utilise un carrousel comme sas à fromage.
2 o L'invention a aussi pour second objet un équipement pour remplir des contenants de fromage. caractérisé en ce qu'il comprend:
- une chambre sous vide;
- des moyens pour introduire les contenants à remplir dans la chambre sous vide et pour les sortir après leur remplissage;
- un distributeur de fromage comprenant un cyclone et/ou une colonne pour introduire le fromage dans la chambre sous vide via un sas à
fromage;
et pour remplir les contenants avec le fromage ainsi introduits; et - des moyens pour compacter et presser le fromage dans les contenants au sein de la chambre à vide.
3 o De préférence, les moyens pour introduire et sortir les contenants comprennent un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas pour maintenir la chambre en permanence sous vide. De préférence aussi, le sas à fromage est constitué par un carrousel.
Dans ce dernier cas, les contenants à remplir sont donc disposés sur des palettes reposant sur un convoyeur. Le convoyeur entre et se déplace dans la chambre sous vide, dans lequel les contenant sont remplis avec le fromage qui se trouve alimenté soit par un cyclone (dans le cas des grains de cheddar), soit par une colonne maintenue sous vide (dans le cas du pasta filata), via un carrousel.
Pour entrer dans la chambre sous vide, chacun des contenants passe par l'antichambre d'entrée, dans lequel le vide est créé.
Après avoir été remplis, les contenants se déplacent sur le convoyeur dans la chambre sous vide et sont compactés par vibration, sujet à un pressage, et pesés avant de sortir à travers l'antichambre de sortie.
Bien entendu, chacune des antichambres ainsi que la chambre sous vide ont des portes d'entrée et sortie qui sont contrôlées de façon à ce que lorsqu'une des portes est ouverte, l'autre est fermée et vice versa, jusqu'à
ce que les pressions aient été ajustées de façon appropriée. Ceci permet à la chambre sous vide d'être maintenue en permanence sous vide.
2 o Grâce à cette méthode et cet équipement conçu pour sa mise en oeuvre, aucun probage n'est requis lors de l'emballage du fromage.
II convient de noter que le distributeur de fromage utilisé dans l'équipement selon l'invention est extrêmement efficace et pourrait être utilisé avec les équipements existants. Ce distributeur qui constitue donc en tant que tel un troisième objet de l'invention, est utilisable avec deux types de fromage différents à savoir:
- du cheddar sous forme de grains; et - du pasta filata qui arrive sous forme d'une extrusion.
Lorsque le fromage à emballer dans les boîtes est du cheddar, les 3 o grains de ce fromage sont soufflés dans un cyclone qui est positionné au-dessus
Dans ce dernier cas, les contenants à remplir sont donc disposés sur des palettes reposant sur un convoyeur. Le convoyeur entre et se déplace dans la chambre sous vide, dans lequel les contenant sont remplis avec le fromage qui se trouve alimenté soit par un cyclone (dans le cas des grains de cheddar), soit par une colonne maintenue sous vide (dans le cas du pasta filata), via un carrousel.
Pour entrer dans la chambre sous vide, chacun des contenants passe par l'antichambre d'entrée, dans lequel le vide est créé.
Après avoir été remplis, les contenants se déplacent sur le convoyeur dans la chambre sous vide et sont compactés par vibration, sujet à un pressage, et pesés avant de sortir à travers l'antichambre de sortie.
Bien entendu, chacune des antichambres ainsi que la chambre sous vide ont des portes d'entrée et sortie qui sont contrôlées de façon à ce que lorsqu'une des portes est ouverte, l'autre est fermée et vice versa, jusqu'à
ce que les pressions aient été ajustées de façon appropriée. Ceci permet à la chambre sous vide d'être maintenue en permanence sous vide.
2 o Grâce à cette méthode et cet équipement conçu pour sa mise en oeuvre, aucun probage n'est requis lors de l'emballage du fromage.
II convient de noter que le distributeur de fromage utilisé dans l'équipement selon l'invention est extrêmement efficace et pourrait être utilisé avec les équipements existants. Ce distributeur qui constitue donc en tant que tel un troisième objet de l'invention, est utilisable avec deux types de fromage différents à savoir:
- du cheddar sous forme de grains; et - du pasta filata qui arrive sous forme d'une extrusion.
Lorsque le fromage à emballer dans les boîtes est du cheddar, les 3 o grains de ce fromage sont soufflés dans un cyclone qui est positionné au-dessus
4 d'un carrousel comprenant une pluralité de trous verticaux également espacés, dont la taille correspond sensiblement à la taille de la boîte à remplir. Lorsque le trou disposé juste en dessous de la sortie du cyclone est rempli, le carrousel tourne d'un cran pour amener le trou suivant en ligne avec la sortie du cyclone.
Une plaque s'étend en dessous du carrousel pour fermer le fond de tous les trous, excepté un qui se trouve disposé juste dessus d'une chute conduisant à la boîte à remplir.
Lorsque le fromage à emballer est du pasta filata, le produit qui est extrudé à 60°C du cuiseur est introduit dans un tube perforé s'étendant dans une 1o colonne verticale qui peut étre maintenue sous vide. De l'eau peut aussi étre introduite à l'extrémité supérieure du tube pour accélérer le refroidissement de l'extrusion et empécher le fromage de devenir trop sec. L'eau qui se trouve ainsi introduite est évaporée par la chaleur de l'extrusion (puisque le tube est maintenu sous vide, cette ébullition a lieu à 20°C), et peut ensuite être recueillie dans un condenseur.
Un couteau ou "guillotine" est disposé à l'extrémité inférieure du tube perforé pour couper l'extrusion refroidie à une longueur correspondant à la hauteur du trou correspondant du carrousel. L'introduction du carrousel est effectuée de la méme façon que précédemment.
2 o L'invention et ses avantages ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée mais non-limitation qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, faite en se référant aux dessins annexés.
Brève ,présentation des dessins La figure 1 est un diagramme illustrant l'ensemble d'une unité de fabrication et d'emballage de cheddar et/ou pasta filata incorporant un équipement de remplissage, pesée et pressage sous vide selon l'invention;
Les figures 2, 3, 4, 5a et 5b sont des vues de côté de dessus et des 3 o extrémités opposées des principales composantes de l'équipement de remplissage, pesée et pressage sous vide selon l'invention telle qu'illustrée sur la figure 1;
Les figures 6, 7 et 8 sont des vues de face, côté et dessus du distributeur de fromage faisant partie intégrante de l'équipement selon l'invention;
Les figure 9, 10 et 11 sont des vues de face, de côté et de dos d'un prototype de chambre sous vide fabriqué et testé pour vérifier la faisabilité
et l'efficacité de la méthode et de l'équipement selon l'invention;
La figure 12 est un diagramme illustratif de la mise en oeuvre possible de la méthode selon l'invention sur un fromage de type cheddar; et La figure 13 est un diagramme illustratif de la mise en oeuvre possible 1o de la méthode selon l'invention sur un fromage du type pasta filata.
Descriation détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention Tel que précédemment indiqué, la première étape de la méthode selon l'invention consiste à déposer des contenants vides à fromage tels que des barils ou boîtes, sur des palettes reposant sur un convoyeur à rouleaux. Ces ensembles sont alors entraînés mécaniquement dans une chambre sous vide appelée "sas #3" via une antichambre d'entrée ou "sas #1" et une antichambre de sortie appelée "sas #4".
2 o Le sas # 1 est donc une antichambre d'entrée permettant de mettre sous vide, un à un, les contenants à remplir sans affecter le niveau de vide à
l'intérieur du sas #3.
Le sas #3 est une chambre sous vide servant à
- remplir uniformément les boîtes en cheddar ou pasta filata ;
- peser contenant et le contenu;
- vibrer dans l'axe vertical contenant et contenu;
- presser progressivement le contenu des boîtes.
Enfin, le sas # 4 est une antichambre de sortie permettant de retourner contenants et leurs contenus à la pression atmosphérique sans affecte la 3 o pression négative dans le sas # 3.
L'alimentation en fromage se fait au moyen d'un distributeur de fromage de structure spécialement adaptée à cet effet.
Chacun des éléments structuraux de l'équipement selon l'invention va maintenant être décrit plus en détails. II convient de noter que la description s'applique à un mode de réalisation préférentiel et ne doit en aucun cas étre interprétée comme limitative. En effet, d'autres éléments structuraux équivalents pourraient étre utilisés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Distributeur de from~,ae Dans le cas de cheddar en grains, le fromage est convoyé d'une essoreuse en conduite, suspendu dans l'air comprimé jusqu'à un cyclone au-dessus du sas # 3. Un carrousel isole, de la pression atmosphérique, le sas # 3 de la sortie inférieure du cyclone. Dans sa rotation ce carrousel recueille le cheddar et le transfert dans une trémie en amont des contenants du sas #3.
Dans le cas du pasta filata, le fromage est pompé à 60°C de la sortie d'un cuiseur-étireur sous forme de pâte et introduit dans un sas # 2. Ce sas #
consiste en un tube à double paroi. Une guillotine située à la base du sas # 2 tronçonne en rondin le boudin de pâte refroidi. L'introduction des rondins dans le carrousel est synchronisée avec la position de ses cellules afin de les transférer sans heurt dans le sas # 3.
Dans un premier mode possible de réalisation, la paroi intérieure du tube est pleine pour éviter toute fuite et la pasta filata est amenée telle quelle à la guillotine.
Dans un second mode possible de réalisation illustré sur les figures 6 à 8, la paroi intérieure est perforée et un niveau de vide soutenu est maintenu dans la paroi extérieure afin d'évaporer, par phénomène de l'ébullition, l'eau contenu dans le sas à des températures de l'ordre de 20°C. L'énergie captée de la pâte fromagère pour faire bouillir l'eau, refroidit d'autant cette dernière. Dans ce mode de réalisation, de l'eau peut aussi étre ajoutée à la pâte pour le refroidissement, afin de prévenir l'assèchement. Cette eau est introduite au sommet du sas # 2. Les vapeurs soutirées par évaporation sont par la suite condensées dans un échangeur de chaleur afin de réduire le déplacement volumétrique de la pompe à vide et en augmenter son efficacité.
rr el Le carrousel comprend des tubes verticaux contenus entre deux plaques circulaires de plastique à faible coefficient de friction. Le plastique préconisé
i 0 est le Téflon. Le carrousel est inséré entre des tôles d'acier inoxydable.
Des surfaces de glissement fixes en plastique sont également insérées entre le carrousel et les tôles d'acier inoxydable afin de réduire la friction et la contamination acier/plastique.
Un moto-réducteur fixé à la tôle inférieure entraine la rotation le carrousel à la vitesse prédéterminée par le niveau de production.
Deux vérins latéraux permettent de séparer les tôles d'acier inoxydable afin de faciliter le dégagement des items fixes et mobiles du carrousel pour le lavage. En production ces vérins maintiennent une pression positive des tôles contre les surfaces inférieures et supérieures du carrousel afin d'amplifier 2 o l'étanchéité. Ä cette pression extérieure s'ajoute la pression négative intérieure du carrousel forçant également les tôles à écraser les surfaces de plastique.
Le carrousel isole la chambre sous vide (sas # 3) de la pression atmosphérique dans le cas de l'introduction du cheddar en grains par le cyclone du convoyeur pneumatique. Le fromage introduit par gravité de la base du cyclone dans les cellules du carrousel est entrainé par la rotation de ce dernier vers la sortie vers l'intérieur du sas # 3. L'air introduit dans le sas # 3 par le déplacement volumétrique de la valve rotative est repris par la pompe à vide de ce dernier sas.
Le carrousel isole alternativement le sas # 3 du sas # 2 de la mëme façon. Le niveau de vide étant plus élevé dans le sas # 2 que dans le sas # ~
l'air 3 0 capté entre ces deux sas doit être retiré par la pompe du sas # 2.
ô
as # 2 ~çolonne verticale) Tel que précédemment indiqué, le tube intérieur du sas # 2 peut être perforé afin de laisser s'échapper les vapeurs d'eau issues de l'ébullition de l'eau sous vide vers un condenseur de vapeur et la pompe à vide. L'eau d'ajout peut aussi être introduite sous forme de brume à la portion supérieure du sas # 2 afin de ne pas assécher le pasta filata. L'énergie calorifique nécessaire à
l'ébullition de l'eau est soutirée des strates intérieures du boudin de pâte fromagère.
uill tin Une guillotine est localisée à la portion inférieure du sas # 2. Cette guillotine a un couteau normalement enfoncé au travers du tube intérieur dans une fente pratiqué à cet effet. Le mouvement de la guillotine est synchronisé avec le passage de cellules du carrousel. La pâte accumulée au-dessus du couteau de la guillotine est libérée vers le bas lorsque ce dernier se retire au positionnement désiré de la cellule à remplir. Lorsque le boudin a atteint le fond du sas # 2 le couteau tronçonne alors ce dernier. Le rondin ainsi obtenu est alors contenu dans 2 o une cellule du carrousel afin d'être entraîné vers l'entrée du sas # 3.
Le couteau de la guillotine est actionné par un vérin pneumatique. Un amplificateur de pression jumelé à un réservoir d'air comprimé en amont du vérin assure un déplacement instantané du couteau au travers du boudin. L'extrémité
du couteau est profilée à la façon de la pointe d'une épée afin de favoriser son introduction au travers le boudin de pâte.
Échangeur & pompe à vide Dans le cas où la colonne intérieure du sas # 2 a une paroi perforée, 3 0 les vapeurs d'eau peuvent étre aspirés vers le condenseur de vapeur afin de réduire leur volume. L'eau condensée peut couler directement dans un réservoir pourvu d'une valve de vidage.
Chambre à vide et antichambres d'entrée et de sortie bas # 1 Le sas # 1 est l'antichambre d'entrée de la chambre à vide ou sas #
3. Le sas # 1 a des portes amont et aval. La porte aval est fermée avant que la 1o porte amont s'ouvre. L'indexeur du convoyeur amont pousse la palette avec son contenant sur le convoyeur à rouleaux du sas # 1. Lorsque la porte amont est refermée, l'air est retiré du sas # 1 par la pompe à vide # 1. Des garnitures entre les caissons des sas et les portes assurent l'étanchéité de chacune des enceintes.
La porte aval s'ouvre automatiquement lorsque l'équilibre des pressions est atteint entre les deux sas contigus.
L'indexeur du sas # 1 pousse palette et contenant du sas #1 au sas # 3 lorsque la porte aval est ouverte et le poste de remplissage est libre. Le propulseur de l'indexeur consiste en un vérin disposé à l'extérieur du sas # 1 et d'un tube à rochet disposé sous la palette entre les rouleaux à l'intérieur du sas # 1.
Sas # 3 Le sas # 3 est la chambre à vide servant d'enceinte de remplissage des contenants. Le sas # 3 dispose les éléments suivants - un convoyeur à rouleaux;
- un indexeur;
- un trémie tampon mobile avec gouttières vibrante;
- un poste de pesée;
- une table vibrante; et 3 o - des stations de pressage.
('onvoyeur à rouleaux Ce convoyeur comprend des rouleaux libres latéraux espacés d'au moins deux axes, qui reprennent chacune des palettes. Les ailettes des rouleaux latéraux corrigent les déviations latérales des palettes dans leur déplacement.
Indexeur 10 L'indexeur est un mécanisme qui contrôle le déplacement des palettes d'une distance déterminée. II consiste en un tube disposé entre les rouleaux du convoyeur, sous les palettes, sur lequel pivotent à distances égales des rochets.
Les rochets pivotent lorsque le tube se déplace vers l'amont afin de dégager les palettes et se bloquent contre ces dernières en direction aval pour les déplacer. Le tube de l'indexeur est entraîné par un vérin pneumatique localisé à
l'intérieur du sas # 2. Le tube repose sur des roulettes.
Trémie tampon mobile et gouttière vibrante 2 o La trémie tampon sert à accumuler la production de fromage pendant les arrêts de la gouttière durant le transfert des contenants vers l'aval. Une gouttière vibrante est accrochée sous la trémie afin de distribuer, uniformément sur toute sa largeur, le fromage dans le contenant. L'ensemble trémie/gouttière roule sur des rails dans la direction longitudinale de la boîte afin de répartir uniformément le matériel dans cette direction. Un vérin pneumatique assure la translation longitudinale de la trémie. Des détecteurs de proximité fixés à ce vérin fixent la course de la trémie selon la forme du contenant. L'amplitude et la fréquence de la gouttière pouvant être variables selon le type de produit à manipuler.
Poste de pesée Une balance est localisée sous le convoyeur du poste de remplissage.
Cette dernière enregistre le poids taré du contenant avec ses accessoires, démarre la gouttière vibrante suite à cette lecture et arréte cette dernière lorsque le poids du fromage a rejoint le poids requis.
Ä l'arrét de la gouttière, les presses sont relevées et l'indexeur déplace l'ensemble des contenants du sas # 3 de la distance déterminée vers l'aval.
Simultanément le contenant du sas # 1 est déplacé sur le poste de remplissage et la gouttière est remise en marche.
Les portes aval et amont du sas # 3 se referment. La porte amont du sas #1 s'ouvre pour recevoir un nouveau contenant et se referme lorsque cette transition est complétée. La porte aval du sas # 3 s'ouvre simultanément pour dégager contenant et contenu vers la pression atmosphérique. Cette dernière porte refermée, le vide est à nouveau rétabli entre dans les sas 1 & 4 par les pompes à
vide respectives. Des accumulateurs de vide consistant en des réservoirs, entre les pompes et sas # 1 & # 4 permettent d'accumuler des réserves de vide pendant les périodes de transition afin de favoriser la mise sous vide rapide des sas # 1 & # 3 avec des pompes dont le déplacement volumétrique est proportionné à une 2 o demande uniforme et continue. Ä l'équilibre des pressions entre les trois sas, les portes aval et amont s'ouvrent.
Table vibrante Cette table est disposée sous une portion du convoyeur du sas # 3.
Elle inclut un vibrateur linéaire dont l'axe axial est disposé verticalement et quatre isolateurs pneumatiques. Fréquence et amplitude du vibrateur sont réglables au besoin pour accommoder la variation du produit. La vibration soutenue du contenant avec son produit sur cette table contribue à uniformiser l'orientation des grains du 3 0 contenu dans le contenant. La station de pressage, situé au-dessus de cette table, applique une pression sur le contenu pendant la vibration afin de favoriser l'entassement du contenu.
Stations de~ressag_e Une série de stations de pressage permet de comprimer progressivement le contenu de chacun des contenants à chacune des indexations de ces derniers. Chacune des stations de pressage inclut un vérin disposé
verticalement au-dessus d'une plaque de pression interchangeable aux formes du 1 o contenant. Des valves réductrices de pression d'air comprimé en amont des vérins tarent l'effort de compression désiré à chacune des stations de pressage.
EXEMPLE
a) DESCRIPTION DU PROTOTYPE UTILISÉ ET DE SON FONCTIONNEMENT
Une chambre sous vide prototype pleine grandeur pouvant remplir, peser, compacter et presser le contenu en cheddar d'un contenant (boite ou baril) a été construite et testée afin de valider les concepts précédemment décrits.
2 o Les figures 9 à 11 illustrent ce prototype tel que construit. Le fonctionnement de cette chambre sous vide prototype est le suivant La chambre en question comprend un sas principal pourvu d'une soupape supérieure (2) et d'une soupape inférieure (6).
Un contenant vide avec entonnoir (17) est introduit manuellement dans la chambre à vide sur un chariot (19), (20) & (21 ) actuellement utilisé
pour la production conventionnelle à l'aide d'une rampe (31 ) lorsque la porte (25) est ouverte. Le chariot est poussé manuellement à un poste de remplissage au-dessus d'une balance (22).
La rampe (31 ) est alors retirée et la porte (25) est refermée par les 3 o deux vérins (24).
La soupape inférieure (6) du sas principal de la chambre à vide est fermée et l'air est retiré de ce sas.
La soupape supérieure (2) du sas de séjour est ensuite ouverte par un vérin (3).
Le cheddar est introduit dans un sas de séjour à la base d'un cyclone (1 ) d'un convoyeur pneumatique.
Un détecteur de niveau (4) contrôle le niveau de fromage dans le sas de séjour. Lorsque le niveau dessous est atteint, la soupape supérieure (2) se referme. Pendant cette phase de transition le matériel en provenance du système pneumatique est accumulé dans une enceinte réservée à la base du cyclone (1 ) et la valve supérieure (2).
Cette opération complétée, un vérin (7) ouvre la soupape inférieure (6) pour transférer le fromage du sas de séjour vers une trémie tampon (8). Un vibrateur (5) est activé pendant la durée de l'ouverture de la soupape (6) pour forcer le fromage à libérer le sas de séjour. La soupape inférieure (6) se referme alors, tandis que la soupape supérieure (2) s'ouvre et ce cycle de transfert de fromage vers la trémie tampon (8) se répète jusqu'au remplissage du contenant.
Une gouttière vibrante (9) suspendue par des élastomères (27) à la trémie tampon (8) distribue uniformément sur toute la largeur du contenant la masse 2 o de fromage retenu dans la trémie tampon. L'oscillation de la gouttière est assurée par le vibrateur linéaire (13). L'amplitude et la fréquence de vibration de la gouttière varient en modifiant la masse fixée au piston du vibrateur (13) ainsi que la pression de l'air comprimé d'alimentation.
Des roulettes (11 ) & (12) fixées à la trémie lui permettent de se déplacer avec sa gouttière sur des rails au-dessus du contenant. Des détecteurs de proximité fixés au vérin (14), actuateur de trémie, délimitent le déplacement de l'ensemble trémie/gouttière selon la forme du contenant.
Une balance (22) engendre la mise en marche de la gouttière (9) suite à la lecture de la tare du contenant et le verrouillage des autres conditions.
Lorsque 3 0 le poids du contenu a atteint le poids requis, la gouttière (9) ainsi que le déplacement de la trémie (8) s'arrêtent instantanément.
Un vérin (23) pousse alors le chariot avec son contenant et son contenu vers une table vibrante (26). Le vérin (23) est retiré lorsqu'il a rejoint l'extrémité de sa course.
Une presse (16) est abaissée sur le contenant par les vérins (15). Une valve réductrice de pression permet de tarer l'effort de pressage sur le contenu.
La table vibrante (26) oscille dans l'axe vertical grâce à un vibrateur linéaire (13) fixé dans l'axe vertical de cette table (26). Quatre isolateurs pneumatiques (28) fixent la portion oscillante de la table (26) au plancher du sas.
Amplitude et fréquence de vibration de la table (26) peuvent être tarées de la même façon que le vibrateur de la gouttière.
Suite à la période de vibration du contenant, des périodes de pressage à niveaux variés d'effort peuvent être répétées afin de simuler les étapes de pressage du sas # 3 de la chambre à vide industrielle.
Lorsque la presse (16) est relevée pour la dernière fois, la soupape 34 est ouverte afin de retourner l'intérieur de la chambre à vide à la pression atmosphérique. La porte (25) est alors ouverte et la rampe (31 ) à nouveau fixée pour retirer le chariot (21 ) avec son contenant rempli (18) et son entonnoir (17).
Un bloc de valves directionnelles (35) à commande électrique 2 o alimente de façon séquentielle les actuateurs de chacune des fonctions en air comprimé.
Un régulateur de vide (39) tare et contrôle le niveau de vide maximum dans les sas de la chambre à vide pendant toute la durée du remplissage. Un encodeur (38) enregistre la fluctuation du niveau de vide pendant toute la durée du processus.
Des buses de lavage permettent le lavage de l'intérieur des sas de la chambre à vide après la période de production. Les eaux de rinçage et de lavage sont évacuées et pompées au travers un drain (30).
IS
b) ESSAIS EFFECTUÉS AVEC DES LOTS DE 315 KG DE FROMAGE EN
GRAINS ((~HEDDAR) Méthode conventionnelle i(essai com~aratifl Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, est envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone de la chute. Une boîte, préalablement assemblée, y est alors remplie jusqu'à un poids voulu. Suite au remplissage, la boite est "probée", pour y extraire une quantité de lactosérum en excès. Un pressage s'en suit pour permettre l'écoulement du lactosérum et une fusion du fromage. Les boîtes sont alors mises sous vide pour éliminer toute présence d'air dans le fromage. La boîte peut alors être fermée et entreposée.
II convient de mentionner qu'il est aussi possible d'empaqueter le fromage dans des barils.
Méthode sous vide~méthode selon l'inventionl Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, a été envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone de 2 0 la chambre à vide prototype qui a été mise sous vide préalablement. Le fromage s'est accumulé dans la tour jusqu'à l'atteinte d'un haut niveau prédéterminé
ou la fin du minuteur. Un système de valves asynchrones a alors été actionné pour permettre, sans perte de vide, l'entrée du fromage dans l'antre sur la gouttière vibrante mobile. Cette dernière a réparti le fromage dans la boîte jusqu'à
l'obtention du poids voulu. La boîte a ensuite été déplacée sur une table de compaction et pressée. Durant toutes ces opérations, l'enceinte a été maintenue sous vide.
Après avoir cassé le vide et sortie la boîte, elle a été fermée et entreposée. Ce processus est illustré schématiquement sur la Figure 12.
Cet essai a démontré que le fromage traité ainsi n'a pas de 3 o changement significatif pour ce qui est de la moyenne d'humidité. Par contre, on a dénoté une moyenne de gras plus élevé et une diminution de la moyenne du sel et du pH dans les boîtes expérimentales. On a pu aussi noter qu'il n'y a aucune différence significative entre les états types d'humidité, de gras, de sel et de pH.
Comme précédemment, il convient de mentionné qu'il est aussi possible d'empaqueter le fromage dans des barils.
Avantage de la méthode sous vide pro op sée ~ Diminution du temps de production, de la mise en boîte à
l'emballage ~ Diminution de la manipulation du fromage, donc des risques de contamination ~ Récupération accrue du lactosérum ~ Diminution des coûts ~ Diminution de l'espace plancher nécessaire à l'équipement de production ~ Simplification du procédé général ~ Augmentation de la flexibilité
~ Procédé en continu c) ESSAIS EFFECTUÉS AVEC DU PASTA FILATA
Méthode conventionnelle (essai co ~aratifl Le fromage, suite à sa fabrication dans des bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, est envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone du cuiseur/étireur pour y être chauffé puis étiré. Le fromage est ensuite acheminé à la mouleuse, directement ou via le système de "longue-vie". Dans ce dernier le fromage est chauffé par injection de vapeur et refroidi sous vide. Le fromage moulé
est refroidi dans le tunnel puis éjecté des moules dans la saumure. Le temps de 3 0 saumurage écoulé, le fromage peut être empaqueté dans des boîtes de format kg ou emballé en format individuel de 2.27 kg ou 2.3 kg. Dans le premier cas, la boîte est ensuite fermée et entreposée. Suite à l'emballage en 22.27 kg ou 2.3 kg, à l'aide d'un dispositif MULTIVAC~, les blocs de fromages peuvent être empaquetés sous différents formats (combo, CETRA ou palette) avant d'être entreposés.
Méthode sous vide (méthode selon l'invention) Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, a été envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone du cuiseur/étireur pour y être chauffé puis étiré. Le fromage a ensuite été
achemïné à
la chambre à vide qui a été mise sous vide préalablement. Le fromage a alors été
refroidi sous vide puis coupé et distribué via une valve rotative sur la gouttière vibrante mobile. Cette dernière a réparti les bouts de fromage dans la boîte jusqu'à
l'obtention du poids voulu. La boîte a ensuite été déplacée sur une table de compaction et pressée. Durant toutes ces opérations, l'enceinte a été
maintenue sous vide. Après avoir cassé le vide et sortie la boîte, elle a été fermée et entreposée. Ce processus est illustré schématiquement sur la Figure 13.
Avantage de la méthode sous vide pro op sée 2 0 ~ Diminution du temps de production, de la sortie du cuiseur/étireur à la mise en boîte ~ Diminution de la manipulation du fromage, donc des risques de contamination ~ Diminution des coûts ~ Diminution de l'espace plancher nécessaire à l'équipement de production ~ Simplification du procédé général ~ Augmentation de la flexibilité
~ Procédé en continu 3 0 ~ Diminution du temps nécessaire à la réfrigération 1g d) PARAM~TRES DE MISE EN OEUVRE
POIDS Ä LA CHUTE
Différent selon la sorte de fromage TEMPS DE PROBAGE
PROBAGE+PRESSAGE
(temps total) BOòTES I 6 minutes BARILS I 4 minutes TEMPS DE PRESSAGE
SPECIALIT S & FONTE 45 minutes CHEDDAR & GOUDA
75 minutes (Japon) HAVARTI 180 minutes PASTA CHUTE 60 minutes TEMPS ET PRESSIONS AUX CHAMBRES Ä VIDE
Différent selon la sorte de fromage TEMPÉRATURES DIVERSES
FROMAGE AU MOULAGE 60C 63C (longue-vie) 57C 61 C (autres) TIREUR
TUNNEL
Une plaque s'étend en dessous du carrousel pour fermer le fond de tous les trous, excepté un qui se trouve disposé juste dessus d'une chute conduisant à la boîte à remplir.
Lorsque le fromage à emballer est du pasta filata, le produit qui est extrudé à 60°C du cuiseur est introduit dans un tube perforé s'étendant dans une 1o colonne verticale qui peut étre maintenue sous vide. De l'eau peut aussi étre introduite à l'extrémité supérieure du tube pour accélérer le refroidissement de l'extrusion et empécher le fromage de devenir trop sec. L'eau qui se trouve ainsi introduite est évaporée par la chaleur de l'extrusion (puisque le tube est maintenu sous vide, cette ébullition a lieu à 20°C), et peut ensuite être recueillie dans un condenseur.
Un couteau ou "guillotine" est disposé à l'extrémité inférieure du tube perforé pour couper l'extrusion refroidie à une longueur correspondant à la hauteur du trou correspondant du carrousel. L'introduction du carrousel est effectuée de la méme façon que précédemment.
2 o L'invention et ses avantages ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée mais non-limitation qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, faite en se référant aux dessins annexés.
Brève ,présentation des dessins La figure 1 est un diagramme illustrant l'ensemble d'une unité de fabrication et d'emballage de cheddar et/ou pasta filata incorporant un équipement de remplissage, pesée et pressage sous vide selon l'invention;
Les figures 2, 3, 4, 5a et 5b sont des vues de côté de dessus et des 3 o extrémités opposées des principales composantes de l'équipement de remplissage, pesée et pressage sous vide selon l'invention telle qu'illustrée sur la figure 1;
Les figures 6, 7 et 8 sont des vues de face, côté et dessus du distributeur de fromage faisant partie intégrante de l'équipement selon l'invention;
Les figure 9, 10 et 11 sont des vues de face, de côté et de dos d'un prototype de chambre sous vide fabriqué et testé pour vérifier la faisabilité
et l'efficacité de la méthode et de l'équipement selon l'invention;
La figure 12 est un diagramme illustratif de la mise en oeuvre possible de la méthode selon l'invention sur un fromage de type cheddar; et La figure 13 est un diagramme illustratif de la mise en oeuvre possible 1o de la méthode selon l'invention sur un fromage du type pasta filata.
Descriation détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention Tel que précédemment indiqué, la première étape de la méthode selon l'invention consiste à déposer des contenants vides à fromage tels que des barils ou boîtes, sur des palettes reposant sur un convoyeur à rouleaux. Ces ensembles sont alors entraînés mécaniquement dans une chambre sous vide appelée "sas #3" via une antichambre d'entrée ou "sas #1" et une antichambre de sortie appelée "sas #4".
2 o Le sas # 1 est donc une antichambre d'entrée permettant de mettre sous vide, un à un, les contenants à remplir sans affecter le niveau de vide à
l'intérieur du sas #3.
Le sas #3 est une chambre sous vide servant à
- remplir uniformément les boîtes en cheddar ou pasta filata ;
- peser contenant et le contenu;
- vibrer dans l'axe vertical contenant et contenu;
- presser progressivement le contenu des boîtes.
Enfin, le sas # 4 est une antichambre de sortie permettant de retourner contenants et leurs contenus à la pression atmosphérique sans affecte la 3 o pression négative dans le sas # 3.
L'alimentation en fromage se fait au moyen d'un distributeur de fromage de structure spécialement adaptée à cet effet.
Chacun des éléments structuraux de l'équipement selon l'invention va maintenant être décrit plus en détails. II convient de noter que la description s'applique à un mode de réalisation préférentiel et ne doit en aucun cas étre interprétée comme limitative. En effet, d'autres éléments structuraux équivalents pourraient étre utilisés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Distributeur de from~,ae Dans le cas de cheddar en grains, le fromage est convoyé d'une essoreuse en conduite, suspendu dans l'air comprimé jusqu'à un cyclone au-dessus du sas # 3. Un carrousel isole, de la pression atmosphérique, le sas # 3 de la sortie inférieure du cyclone. Dans sa rotation ce carrousel recueille le cheddar et le transfert dans une trémie en amont des contenants du sas #3.
Dans le cas du pasta filata, le fromage est pompé à 60°C de la sortie d'un cuiseur-étireur sous forme de pâte et introduit dans un sas # 2. Ce sas #
consiste en un tube à double paroi. Une guillotine située à la base du sas # 2 tronçonne en rondin le boudin de pâte refroidi. L'introduction des rondins dans le carrousel est synchronisée avec la position de ses cellules afin de les transférer sans heurt dans le sas # 3.
Dans un premier mode possible de réalisation, la paroi intérieure du tube est pleine pour éviter toute fuite et la pasta filata est amenée telle quelle à la guillotine.
Dans un second mode possible de réalisation illustré sur les figures 6 à 8, la paroi intérieure est perforée et un niveau de vide soutenu est maintenu dans la paroi extérieure afin d'évaporer, par phénomène de l'ébullition, l'eau contenu dans le sas à des températures de l'ordre de 20°C. L'énergie captée de la pâte fromagère pour faire bouillir l'eau, refroidit d'autant cette dernière. Dans ce mode de réalisation, de l'eau peut aussi étre ajoutée à la pâte pour le refroidissement, afin de prévenir l'assèchement. Cette eau est introduite au sommet du sas # 2. Les vapeurs soutirées par évaporation sont par la suite condensées dans un échangeur de chaleur afin de réduire le déplacement volumétrique de la pompe à vide et en augmenter son efficacité.
rr el Le carrousel comprend des tubes verticaux contenus entre deux plaques circulaires de plastique à faible coefficient de friction. Le plastique préconisé
i 0 est le Téflon. Le carrousel est inséré entre des tôles d'acier inoxydable.
Des surfaces de glissement fixes en plastique sont également insérées entre le carrousel et les tôles d'acier inoxydable afin de réduire la friction et la contamination acier/plastique.
Un moto-réducteur fixé à la tôle inférieure entraine la rotation le carrousel à la vitesse prédéterminée par le niveau de production.
Deux vérins latéraux permettent de séparer les tôles d'acier inoxydable afin de faciliter le dégagement des items fixes et mobiles du carrousel pour le lavage. En production ces vérins maintiennent une pression positive des tôles contre les surfaces inférieures et supérieures du carrousel afin d'amplifier 2 o l'étanchéité. Ä cette pression extérieure s'ajoute la pression négative intérieure du carrousel forçant également les tôles à écraser les surfaces de plastique.
Le carrousel isole la chambre sous vide (sas # 3) de la pression atmosphérique dans le cas de l'introduction du cheddar en grains par le cyclone du convoyeur pneumatique. Le fromage introduit par gravité de la base du cyclone dans les cellules du carrousel est entrainé par la rotation de ce dernier vers la sortie vers l'intérieur du sas # 3. L'air introduit dans le sas # 3 par le déplacement volumétrique de la valve rotative est repris par la pompe à vide de ce dernier sas.
Le carrousel isole alternativement le sas # 3 du sas # 2 de la mëme façon. Le niveau de vide étant plus élevé dans le sas # 2 que dans le sas # ~
l'air 3 0 capté entre ces deux sas doit être retiré par la pompe du sas # 2.
ô
as # 2 ~çolonne verticale) Tel que précédemment indiqué, le tube intérieur du sas # 2 peut être perforé afin de laisser s'échapper les vapeurs d'eau issues de l'ébullition de l'eau sous vide vers un condenseur de vapeur et la pompe à vide. L'eau d'ajout peut aussi être introduite sous forme de brume à la portion supérieure du sas # 2 afin de ne pas assécher le pasta filata. L'énergie calorifique nécessaire à
l'ébullition de l'eau est soutirée des strates intérieures du boudin de pâte fromagère.
uill tin Une guillotine est localisée à la portion inférieure du sas # 2. Cette guillotine a un couteau normalement enfoncé au travers du tube intérieur dans une fente pratiqué à cet effet. Le mouvement de la guillotine est synchronisé avec le passage de cellules du carrousel. La pâte accumulée au-dessus du couteau de la guillotine est libérée vers le bas lorsque ce dernier se retire au positionnement désiré de la cellule à remplir. Lorsque le boudin a atteint le fond du sas # 2 le couteau tronçonne alors ce dernier. Le rondin ainsi obtenu est alors contenu dans 2 o une cellule du carrousel afin d'être entraîné vers l'entrée du sas # 3.
Le couteau de la guillotine est actionné par un vérin pneumatique. Un amplificateur de pression jumelé à un réservoir d'air comprimé en amont du vérin assure un déplacement instantané du couteau au travers du boudin. L'extrémité
du couteau est profilée à la façon de la pointe d'une épée afin de favoriser son introduction au travers le boudin de pâte.
Échangeur & pompe à vide Dans le cas où la colonne intérieure du sas # 2 a une paroi perforée, 3 0 les vapeurs d'eau peuvent étre aspirés vers le condenseur de vapeur afin de réduire leur volume. L'eau condensée peut couler directement dans un réservoir pourvu d'une valve de vidage.
Chambre à vide et antichambres d'entrée et de sortie bas # 1 Le sas # 1 est l'antichambre d'entrée de la chambre à vide ou sas #
3. Le sas # 1 a des portes amont et aval. La porte aval est fermée avant que la 1o porte amont s'ouvre. L'indexeur du convoyeur amont pousse la palette avec son contenant sur le convoyeur à rouleaux du sas # 1. Lorsque la porte amont est refermée, l'air est retiré du sas # 1 par la pompe à vide # 1. Des garnitures entre les caissons des sas et les portes assurent l'étanchéité de chacune des enceintes.
La porte aval s'ouvre automatiquement lorsque l'équilibre des pressions est atteint entre les deux sas contigus.
L'indexeur du sas # 1 pousse palette et contenant du sas #1 au sas # 3 lorsque la porte aval est ouverte et le poste de remplissage est libre. Le propulseur de l'indexeur consiste en un vérin disposé à l'extérieur du sas # 1 et d'un tube à rochet disposé sous la palette entre les rouleaux à l'intérieur du sas # 1.
Sas # 3 Le sas # 3 est la chambre à vide servant d'enceinte de remplissage des contenants. Le sas # 3 dispose les éléments suivants - un convoyeur à rouleaux;
- un indexeur;
- un trémie tampon mobile avec gouttières vibrante;
- un poste de pesée;
- une table vibrante; et 3 o - des stations de pressage.
('onvoyeur à rouleaux Ce convoyeur comprend des rouleaux libres latéraux espacés d'au moins deux axes, qui reprennent chacune des palettes. Les ailettes des rouleaux latéraux corrigent les déviations latérales des palettes dans leur déplacement.
Indexeur 10 L'indexeur est un mécanisme qui contrôle le déplacement des palettes d'une distance déterminée. II consiste en un tube disposé entre les rouleaux du convoyeur, sous les palettes, sur lequel pivotent à distances égales des rochets.
Les rochets pivotent lorsque le tube se déplace vers l'amont afin de dégager les palettes et se bloquent contre ces dernières en direction aval pour les déplacer. Le tube de l'indexeur est entraîné par un vérin pneumatique localisé à
l'intérieur du sas # 2. Le tube repose sur des roulettes.
Trémie tampon mobile et gouttière vibrante 2 o La trémie tampon sert à accumuler la production de fromage pendant les arrêts de la gouttière durant le transfert des contenants vers l'aval. Une gouttière vibrante est accrochée sous la trémie afin de distribuer, uniformément sur toute sa largeur, le fromage dans le contenant. L'ensemble trémie/gouttière roule sur des rails dans la direction longitudinale de la boîte afin de répartir uniformément le matériel dans cette direction. Un vérin pneumatique assure la translation longitudinale de la trémie. Des détecteurs de proximité fixés à ce vérin fixent la course de la trémie selon la forme du contenant. L'amplitude et la fréquence de la gouttière pouvant être variables selon le type de produit à manipuler.
Poste de pesée Une balance est localisée sous le convoyeur du poste de remplissage.
Cette dernière enregistre le poids taré du contenant avec ses accessoires, démarre la gouttière vibrante suite à cette lecture et arréte cette dernière lorsque le poids du fromage a rejoint le poids requis.
Ä l'arrét de la gouttière, les presses sont relevées et l'indexeur déplace l'ensemble des contenants du sas # 3 de la distance déterminée vers l'aval.
Simultanément le contenant du sas # 1 est déplacé sur le poste de remplissage et la gouttière est remise en marche.
Les portes aval et amont du sas # 3 se referment. La porte amont du sas #1 s'ouvre pour recevoir un nouveau contenant et se referme lorsque cette transition est complétée. La porte aval du sas # 3 s'ouvre simultanément pour dégager contenant et contenu vers la pression atmosphérique. Cette dernière porte refermée, le vide est à nouveau rétabli entre dans les sas 1 & 4 par les pompes à
vide respectives. Des accumulateurs de vide consistant en des réservoirs, entre les pompes et sas # 1 & # 4 permettent d'accumuler des réserves de vide pendant les périodes de transition afin de favoriser la mise sous vide rapide des sas # 1 & # 3 avec des pompes dont le déplacement volumétrique est proportionné à une 2 o demande uniforme et continue. Ä l'équilibre des pressions entre les trois sas, les portes aval et amont s'ouvrent.
Table vibrante Cette table est disposée sous une portion du convoyeur du sas # 3.
Elle inclut un vibrateur linéaire dont l'axe axial est disposé verticalement et quatre isolateurs pneumatiques. Fréquence et amplitude du vibrateur sont réglables au besoin pour accommoder la variation du produit. La vibration soutenue du contenant avec son produit sur cette table contribue à uniformiser l'orientation des grains du 3 0 contenu dans le contenant. La station de pressage, situé au-dessus de cette table, applique une pression sur le contenu pendant la vibration afin de favoriser l'entassement du contenu.
Stations de~ressag_e Une série de stations de pressage permet de comprimer progressivement le contenu de chacun des contenants à chacune des indexations de ces derniers. Chacune des stations de pressage inclut un vérin disposé
verticalement au-dessus d'une plaque de pression interchangeable aux formes du 1 o contenant. Des valves réductrices de pression d'air comprimé en amont des vérins tarent l'effort de compression désiré à chacune des stations de pressage.
EXEMPLE
a) DESCRIPTION DU PROTOTYPE UTILISÉ ET DE SON FONCTIONNEMENT
Une chambre sous vide prototype pleine grandeur pouvant remplir, peser, compacter et presser le contenu en cheddar d'un contenant (boite ou baril) a été construite et testée afin de valider les concepts précédemment décrits.
2 o Les figures 9 à 11 illustrent ce prototype tel que construit. Le fonctionnement de cette chambre sous vide prototype est le suivant La chambre en question comprend un sas principal pourvu d'une soupape supérieure (2) et d'une soupape inférieure (6).
Un contenant vide avec entonnoir (17) est introduit manuellement dans la chambre à vide sur un chariot (19), (20) & (21 ) actuellement utilisé
pour la production conventionnelle à l'aide d'une rampe (31 ) lorsque la porte (25) est ouverte. Le chariot est poussé manuellement à un poste de remplissage au-dessus d'une balance (22).
La rampe (31 ) est alors retirée et la porte (25) est refermée par les 3 o deux vérins (24).
La soupape inférieure (6) du sas principal de la chambre à vide est fermée et l'air est retiré de ce sas.
La soupape supérieure (2) du sas de séjour est ensuite ouverte par un vérin (3).
Le cheddar est introduit dans un sas de séjour à la base d'un cyclone (1 ) d'un convoyeur pneumatique.
Un détecteur de niveau (4) contrôle le niveau de fromage dans le sas de séjour. Lorsque le niveau dessous est atteint, la soupape supérieure (2) se referme. Pendant cette phase de transition le matériel en provenance du système pneumatique est accumulé dans une enceinte réservée à la base du cyclone (1 ) et la valve supérieure (2).
Cette opération complétée, un vérin (7) ouvre la soupape inférieure (6) pour transférer le fromage du sas de séjour vers une trémie tampon (8). Un vibrateur (5) est activé pendant la durée de l'ouverture de la soupape (6) pour forcer le fromage à libérer le sas de séjour. La soupape inférieure (6) se referme alors, tandis que la soupape supérieure (2) s'ouvre et ce cycle de transfert de fromage vers la trémie tampon (8) se répète jusqu'au remplissage du contenant.
Une gouttière vibrante (9) suspendue par des élastomères (27) à la trémie tampon (8) distribue uniformément sur toute la largeur du contenant la masse 2 o de fromage retenu dans la trémie tampon. L'oscillation de la gouttière est assurée par le vibrateur linéaire (13). L'amplitude et la fréquence de vibration de la gouttière varient en modifiant la masse fixée au piston du vibrateur (13) ainsi que la pression de l'air comprimé d'alimentation.
Des roulettes (11 ) & (12) fixées à la trémie lui permettent de se déplacer avec sa gouttière sur des rails au-dessus du contenant. Des détecteurs de proximité fixés au vérin (14), actuateur de trémie, délimitent le déplacement de l'ensemble trémie/gouttière selon la forme du contenant.
Une balance (22) engendre la mise en marche de la gouttière (9) suite à la lecture de la tare du contenant et le verrouillage des autres conditions.
Lorsque 3 0 le poids du contenu a atteint le poids requis, la gouttière (9) ainsi que le déplacement de la trémie (8) s'arrêtent instantanément.
Un vérin (23) pousse alors le chariot avec son contenant et son contenu vers une table vibrante (26). Le vérin (23) est retiré lorsqu'il a rejoint l'extrémité de sa course.
Une presse (16) est abaissée sur le contenant par les vérins (15). Une valve réductrice de pression permet de tarer l'effort de pressage sur le contenu.
La table vibrante (26) oscille dans l'axe vertical grâce à un vibrateur linéaire (13) fixé dans l'axe vertical de cette table (26). Quatre isolateurs pneumatiques (28) fixent la portion oscillante de la table (26) au plancher du sas.
Amplitude et fréquence de vibration de la table (26) peuvent être tarées de la même façon que le vibrateur de la gouttière.
Suite à la période de vibration du contenant, des périodes de pressage à niveaux variés d'effort peuvent être répétées afin de simuler les étapes de pressage du sas # 3 de la chambre à vide industrielle.
Lorsque la presse (16) est relevée pour la dernière fois, la soupape 34 est ouverte afin de retourner l'intérieur de la chambre à vide à la pression atmosphérique. La porte (25) est alors ouverte et la rampe (31 ) à nouveau fixée pour retirer le chariot (21 ) avec son contenant rempli (18) et son entonnoir (17).
Un bloc de valves directionnelles (35) à commande électrique 2 o alimente de façon séquentielle les actuateurs de chacune des fonctions en air comprimé.
Un régulateur de vide (39) tare et contrôle le niveau de vide maximum dans les sas de la chambre à vide pendant toute la durée du remplissage. Un encodeur (38) enregistre la fluctuation du niveau de vide pendant toute la durée du processus.
Des buses de lavage permettent le lavage de l'intérieur des sas de la chambre à vide après la période de production. Les eaux de rinçage et de lavage sont évacuées et pompées au travers un drain (30).
IS
b) ESSAIS EFFECTUÉS AVEC DES LOTS DE 315 KG DE FROMAGE EN
GRAINS ((~HEDDAR) Méthode conventionnelle i(essai com~aratifl Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, est envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone de la chute. Une boîte, préalablement assemblée, y est alors remplie jusqu'à un poids voulu. Suite au remplissage, la boite est "probée", pour y extraire une quantité de lactosérum en excès. Un pressage s'en suit pour permettre l'écoulement du lactosérum et une fusion du fromage. Les boîtes sont alors mises sous vide pour éliminer toute présence d'air dans le fromage. La boîte peut alors être fermée et entreposée.
II convient de mentionner qu'il est aussi possible d'empaqueter le fromage dans des barils.
Méthode sous vide~méthode selon l'inventionl Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, a été envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone de 2 0 la chambre à vide prototype qui a été mise sous vide préalablement. Le fromage s'est accumulé dans la tour jusqu'à l'atteinte d'un haut niveau prédéterminé
ou la fin du minuteur. Un système de valves asynchrones a alors été actionné pour permettre, sans perte de vide, l'entrée du fromage dans l'antre sur la gouttière vibrante mobile. Cette dernière a réparti le fromage dans la boîte jusqu'à
l'obtention du poids voulu. La boîte a ensuite été déplacée sur une table de compaction et pressée. Durant toutes ces opérations, l'enceinte a été maintenue sous vide.
Après avoir cassé le vide et sortie la boîte, elle a été fermée et entreposée. Ce processus est illustré schématiquement sur la Figure 12.
Cet essai a démontré que le fromage traité ainsi n'a pas de 3 o changement significatif pour ce qui est de la moyenne d'humidité. Par contre, on a dénoté une moyenne de gras plus élevé et une diminution de la moyenne du sel et du pH dans les boîtes expérimentales. On a pu aussi noter qu'il n'y a aucune différence significative entre les états types d'humidité, de gras, de sel et de pH.
Comme précédemment, il convient de mentionné qu'il est aussi possible d'empaqueter le fromage dans des barils.
Avantage de la méthode sous vide pro op sée ~ Diminution du temps de production, de la mise en boîte à
l'emballage ~ Diminution de la manipulation du fromage, donc des risques de contamination ~ Récupération accrue du lactosérum ~ Diminution des coûts ~ Diminution de l'espace plancher nécessaire à l'équipement de production ~ Simplification du procédé général ~ Augmentation de la flexibilité
~ Procédé en continu c) ESSAIS EFFECTUÉS AVEC DU PASTA FILATA
Méthode conventionnelle (essai co ~aratifl Le fromage, suite à sa fabrication dans des bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, est envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone du cuiseur/étireur pour y être chauffé puis étiré. Le fromage est ensuite acheminé à la mouleuse, directement ou via le système de "longue-vie". Dans ce dernier le fromage est chauffé par injection de vapeur et refroidi sous vide. Le fromage moulé
est refroidi dans le tunnel puis éjecté des moules dans la saumure. Le temps de 3 0 saumurage écoulé, le fromage peut être empaqueté dans des boîtes de format kg ou emballé en format individuel de 2.27 kg ou 2.3 kg. Dans le premier cas, la boîte est ensuite fermée et entreposée. Suite à l'emballage en 22.27 kg ou 2.3 kg, à l'aide d'un dispositif MULTIVAC~, les blocs de fromages peuvent être empaquetés sous différents formats (combo, CETRA ou palette) avant d'être entreposés.
Méthode sous vide (méthode selon l'invention) Le fromage, suite à sa fabrication dans les bassins de maturation et un ALF-O-MATIC~, a été envoyé par convoiement pneumatique dans le cyclone du cuiseur/étireur pour y être chauffé puis étiré. Le fromage a ensuite été
achemïné à
la chambre à vide qui a été mise sous vide préalablement. Le fromage a alors été
refroidi sous vide puis coupé et distribué via une valve rotative sur la gouttière vibrante mobile. Cette dernière a réparti les bouts de fromage dans la boîte jusqu'à
l'obtention du poids voulu. La boîte a ensuite été déplacée sur une table de compaction et pressée. Durant toutes ces opérations, l'enceinte a été
maintenue sous vide. Après avoir cassé le vide et sortie la boîte, elle a été fermée et entreposée. Ce processus est illustré schématiquement sur la Figure 13.
Avantage de la méthode sous vide pro op sée 2 0 ~ Diminution du temps de production, de la sortie du cuiseur/étireur à la mise en boîte ~ Diminution de la manipulation du fromage, donc des risques de contamination ~ Diminution des coûts ~ Diminution de l'espace plancher nécessaire à l'équipement de production ~ Simplification du procédé général ~ Augmentation de la flexibilité
~ Procédé en continu 3 0 ~ Diminution du temps nécessaire à la réfrigération 1g d) PARAM~TRES DE MISE EN OEUVRE
POIDS Ä LA CHUTE
Différent selon la sorte de fromage TEMPS DE PROBAGE
PROBAGE+PRESSAGE
(temps total) BOòTES I 6 minutes BARILS I 4 minutes TEMPS DE PRESSAGE
SPECIALIT S & FONTE 45 minutes CHEDDAR & GOUDA
75 minutes (Japon) HAVARTI 180 minutes PASTA CHUTE 60 minutes TEMPS ET PRESSIONS AUX CHAMBRES Ä VIDE
Différent selon la sorte de fromage TEMPÉRATURES DIVERSES
FROMAGE AU MOULAGE 60C 63C (longue-vie) 57C 61 C (autres) TIREUR
TUNNEL
Claims (10)
1. Une méthode pour remplir des contenants de fromage, caractérisée en ce que:
- on introduit les contenants à remplir dans une chambre sous vide;
- on introduit le fromage dans la chambre sous vide au moyen d'un cyclone et/ou d'une colonne via un sas à fromage;
- on remplit les contenants avec le fromage ainsi introduit;
- on procède à une compaction puis à un pressage du fromage dans les contenants au sein de la chambre sous vide; et - on sort les contenants remplis de la chambre sous vide, on les ferme et on les entrepose.
- on introduit les contenants à remplir dans une chambre sous vide;
- on introduit le fromage dans la chambre sous vide au moyen d'un cyclone et/ou d'une colonne via un sas à fromage;
- on remplit les contenants avec le fromage ainsi introduit;
- on procède à une compaction puis à un pressage du fromage dans les contenants au sein de la chambre sous vide; et - on sort les contenants remplis de la chambre sous vide, on les ferme et on les entrepose.
2. La méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que:
- les contenants à remplir sont introduits et sortis de la chambre à
vide au moyen d'un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas en vue de maintenir la chambre en permanence sous vide; et - on utilise un carrousel comme sas à fromage.
- les contenants à remplir sont introduits et sortis de la chambre à
vide au moyen d'un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas en vue de maintenir la chambre en permanence sous vide; et - on utilise un carrousel comme sas à fromage.
3. La méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le fromage est du cheddar qui se trouve introduit dans la chambre à vide au moyen du cyclone.
4. La méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le fromage est du pasta filata qui se trouve introduit dans la chambre à
vide au moyen de la colonne.
vide au moyen de la colonne.
5. Un équipement pour remplir des contenants de fromage, caractérisé en ce qu'il comprend:
- une chambre sous vide;
- des moyens pour introduire les contenants à remplir dans la chambre sous vide et pour les sortir après leur remplissage;
- un distributeur de fromage comprenant un cyclone et/ou une colonne pour introduire le fromage dans la chambre sous vide via un sas à
fromage;
- des moyens pour remplir les contenants avec le fromage aussi introduits; et - des moyens pour compacter et presser le fromage dans les contenants au sein de la chambre à vide.
- une chambre sous vide;
- des moyens pour introduire les contenants à remplir dans la chambre sous vide et pour les sortir après leur remplissage;
- un distributeur de fromage comprenant un cyclone et/ou une colonne pour introduire le fromage dans la chambre sous vide via un sas à
fromage;
- des moyens pour remplir les contenants avec le fromage aussi introduits; et - des moyens pour compacter et presser le fromage dans les contenants au sein de la chambre à vide.
6. L'équipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que:
- les moyens pour introduire et sortir les contenants comprenant un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas pour maintenir I chambre en permanence sous vide; et - le sas à fromage est constitué par un carrousel.
- les moyens pour introduire et sortir les contenants comprenant un convoyeur passant par une antichambre d'entrée et une antichambre de sortie jouant un rôle de sas pour maintenir I chambre en permanence sous vide; et - le sas à fromage est constitué par un carrousel.
7. L'équipement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le fromage est du cheddar qui se trouve introduit dans la chambre à vide au moyen du cyclone.
8. L'équipement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le fromage est du pasta filata qui se trouve introduit dans la chambre à
vide au moyen de la colonne.
vide au moyen de la colonne.
9. Un distributeur de fromage adapté pour introduire du fromage en grains ou sous forme extrudée dans des contenants à remplir, caractérisé en ce qu'il comprend:
- un cyclone dans lequel le fromage en grains peut être soufflée et accumulée;
- une colonne verticale dans laquelle le fromage extrudé en grains peut être introduit de haut en bas, ladite colonne verticale ayant une extrémité
inférieure pourvue d'une guillotine pour couper le fromage en segments;
- un carrousel comprenant une pluralité de trous verticaux également espacés dont la taille correspond sensiblement à la taille des contenants à remplir;
- des moyens pour entraîner en rotation le carrousel de façon à ce que lorsque le trou disposé juste en dessous de la sortie du cyclone ou de la colonne verticale est rempli, le carrousel tourne d'un cran pour amener le trou suivant en ligne avec le cyclone ou la colonne; et - une plaque s'étendant en dessous du carrousel pour fermer le fond de tous les trous, excepté un qui se trouve disposé juste dessus d'une chute conduisant au contenant à remplir.
- un cyclone dans lequel le fromage en grains peut être soufflée et accumulée;
- une colonne verticale dans laquelle le fromage extrudé en grains peut être introduit de haut en bas, ladite colonne verticale ayant une extrémité
inférieure pourvue d'une guillotine pour couper le fromage en segments;
- un carrousel comprenant une pluralité de trous verticaux également espacés dont la taille correspond sensiblement à la taille des contenants à remplir;
- des moyens pour entraîner en rotation le carrousel de façon à ce que lorsque le trou disposé juste en dessous de la sortie du cyclone ou de la colonne verticale est rempli, le carrousel tourne d'un cran pour amener le trou suivant en ligne avec le cyclone ou la colonne; et - une plaque s'étendant en dessous du carrousel pour fermer le fond de tous les trous, excepté un qui se trouve disposé juste dessus d'une chute conduisant au contenant à remplir.
10. Le distributeur de fromage selon la revendication 11, caractérisée en ce que:
- la colonne verticale est pourvue d'un tube perforé central, et est reliée à un dispositif de mise sous vide; et - un dispositif d'injection d'eau est disposé en haut du tube pour accélérer le refroidisseur du fromage extrudé et l'empêcher de devenir trop sec.
- la colonne verticale est pourvue d'un tube perforé central, et est reliée à un dispositif de mise sous vide; et - un dispositif d'injection d'eau est disposé en haut du tube pour accélérer le refroidisseur du fromage extrudé et l'empêcher de devenir trop sec.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2314636 CA2314636A1 (fr) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | Methode et equipement pour le remplissage, la pesee et le pressage sous vide de fromage de type cheddar ou pasta filata |
| PCT/CA2001/001002 WO2002003781A1 (fr) | 2000-07-07 | 2001-07-06 | Méthode et équipement pour le remplissage, la pesée et le pressage sous vide de fromage a pâte ferme ou demi-ferme |
| CA002414959A CA2414959A1 (fr) | 2000-07-07 | 2001-07-06 | Methode et equipement pour le remplissage, la pesee et le pressage sous vide de fromage a pate ferme ou demi-ferme |
| AU2001272271A AU2001272271A1 (en) | 2000-07-07 | 2001-07-06 | Method and equipment for filling, weighing and vacuum pressing of firm or semi-firm cheese |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2314636 CA2314636A1 (fr) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | Methode et equipement pour le remplissage, la pesee et le pressage sous vide de fromage de type cheddar ou pasta filata |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2314636A1 true CA2314636A1 (fr) | 2002-01-07 |
Family
ID=4166790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA 2314636 Abandoned CA2314636A1 (fr) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | Methode et equipement pour le remplissage, la pesee et le pressage sous vide de fromage de type cheddar ou pasta filata |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2001272271A1 (fr) |
| CA (1) | CA2314636A1 (fr) |
| WO (1) | WO2002003781A1 (fr) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2055035A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-25 | Alfa Laval Cheddar Systems Ltd | Forming cheese blocks |
| US5146845A (en) * | 1991-08-07 | 1992-09-15 | Damrow Company, Inc. | Continuous cheese former for bulk cheese |
-
2000
- 2000-07-07 CA CA 2314636 patent/CA2314636A1/fr not_active Abandoned
-
2001
- 2001-07-06 WO PCT/CA2001/001002 patent/WO2002003781A1/fr active Application Filing
- 2001-07-06 AU AU2001272271A patent/AU2001272271A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002003781A1 (fr) | 2002-01-17 |
| AU2001272271A1 (en) | 2002-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Dead |