FR2695726A1

FR2695726A1 - Determn. of free water content of fatty material - by maintaining constant pressure during mfr., flowing in microwaves then measuring changes after microwave transmission

Info

Publication number: FR2695726A1
Application number: FR9211055A
Authority: FR
Inventors: Brunet Yves; Grelaud Rene; Grossiat Jacques; Meurou Gilles; Semail Jean Luc
Original assignee: Arguenon SA Laiterie Nouvelle
Current assignee: Arguenon SA Laiterie Nouvelle
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-03-18
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: FR2695726B1

Abstract

Determn. of free water content of fatty material is by; (a) maintaining pressure to which material is subjected during mfr. as constant as possible; (b) passing microwaves through material; and (c) measuring changes in microwaves after passage. Phase interval or attenuation interval of microwave is measured. The water content is calculated from the equation: Q = a(PH/K) + b(AT/K) + c, where Q is the free water content; AT is the attenuation; PH is the phase difference; a,b,c are constants; and K = Ln(I/Io); Io is intensity prior to passage through material; and I is intensity after passage through material. Equation can be simplified to; Q = aPH + c. USE/ADVANTAGE - Used to determine free water content of butter during mfr.(claimed). Continuous measurement during process allows addn. and control of free water content to just below max. permitted level of 16%.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de détermination de la teneur en eau libre d'un corps gras ainsi que son application à la fabrication de beurre possédant une teneur en eau libre contrôlée . Elle concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé
Le beurre est une émulsion aqueuse dans un corps gras.The present invention relates to a method for determining the free water content of a fatty substance and its application to the manufacture of butter having a controlled free water content. It also relates to a device allowing the implementation of this method
Butter is an aqueous emulsion in a fatty substance.

I1 ne bénéficie de son appellation que s'il a un pourcentage en eau libre, ou humidité, inférieur à 16 %. It benefits from its name only if it has a percentage in open water, or humidity, less than 16%.

La tendance des industries laitières est de rechercher un pourcentage en eau aussi proche que possible de cette valeur limite , tout en lui restant inférieur , afin que leurs produits bénéficient de l'appellation " beurre
On a donc cherché à mettre au point des méthodes de mesure de cette quantité d'eau . Néanmoins , jusqu'à présent aucune des méthodes de mesure décrites dans l'état de la technique ne permet d'obtenir des mesures précises permettant d'approcher des valeurs de 16%, tout en étant sûr de ne pas dépasser ce seuil
Ainsi , on peut estimer l'humidité du beurre par mesure à l'aide de signaux hautes fréquences de la constante diélectrique du beurre . Une telle méthode est utilisée dans l'appareil commercialisé par la Société Wolbern (Bockhorn,
Allemagne).The trend of the dairy industries is to seek a percentage of water as close as possible to this limit value, while remaining lower, so that their products benefit from the designation "butter
We have therefore tried to develop methods of measuring this quantity of water. However, until now none of the measurement methods described in the state of the art allows to obtain precise measurements allowing to approach values of 16%, while being sure not to exceed this threshold.
Thus, the moisture content of the butter can be measured by means of high frequency signals of the dielectric constant of the butter. Such a method is used in the apparatus marketed by the Wolbern Company (Bockhorn,
Germany).

On peut aussi citer une méthode de détermination de l'humidité à l'aide de rayonnement infra-rouge , ainsi que la méthode officielle , en France , de mesure par étuvage du beurre et pesée du corps sec restant
Néanmoins, ces méthodes manquent de précision , ou ne sont pas pratiques à utiliser ou encore présentent des risques importants de contamination et d'encrassement des appareils de mesure, dûs au contact des appareils avec le beurre
De ce fait , elles ne permettent pas de mesurer de manière précise et en continu , c'est- -dire en cours de fabrication, la quantité d'eau présente dans le beurre. One can also quote a method of determination of the humidity using infra-red radiation, as well as the official method, in France, of measurement by parboiling of the butter and weighing of the dry body remaining
However, these methods are inaccurate, or are not practical to use or still present significant risks of contamination and fouling of the measuring apparatus, due to the contact of the apparatus with the butter
As a result, they do not make it possible to accurately and continuously measure, that is to say during manufacture, the quantity of water present in the butter.

La demanderesse s'est donc attachée à la mise au point d'un procédé permettant une détermination fiable et pouvant être effectué en continu de la teneur en eau libre d'un corps gras , en particulier de beurre
Selon l'invention, on a montré que l'on pouvait procéder à une telle détermination par mesure des perturbations engendrées sur des micro-ondes par leur passage à travers ledit corps gras
On a trouvé également que , pour réaliser une mesure précise et fiable , il convient de maintenir à une valeur aussi constante que possible la pression - ou plus exactement la dépression, car cette valeur est inférieure à la pression atmosphérique - à laquelle le corps gras est soumis au cours de son obtention, ce qui est le cas du beurre.The Applicant has therefore endeavored to develop a method allowing a reliable and continuously determinable determination of the free water content of a fatty substance, in particular of butter
According to the invention, it has been shown that it is possible to carry out such a determination by measuring the disturbances generated on microwaves by their passage through said fatty substance.
It has also been found that, in order to achieve an accurate and reliable measurement, it is necessary to maintain as constant as possible the pressure - or more precisely the depression, since this value is lower than the atmospheric pressure - at which the fatty substance is submitted during its obtaining, which is the case of butter.

I1 est à noter que l'on utilise déjà les micro-ondes pour mesurer en continu l'humidité de produits, tels que les produits de l'industrie minérale , de l'industrie du bâtiment, de l'industrie chimique et pharmaceutique ou même de l'industrie alimentaire .Néanmoins , aucune application à la mesure de la teneur en eau dans un corps gras n'a été décrite et encore moins les moyens particuliers à mettre en oeuvre pour que la mesure soit fiable
La présente invention a donc pour objet un procédé de détermination de la teneur en eau libre d'un corps gras , dans lequel
- on maintient à une valeur aussi constante que possible la pression à laquelle le corps gras est soumis lors de son obtention,
- on fait passer des microondes à travers ledit corps gras et
- on mesure les perturbations engendrées sur les microondes auprès leur passage
Le fait de traiter le corps gras dans des conditions de pression - ou de dépression - aussi constante que possible permet de maintenir l'homogénéité de la répartition de l'humidité au sein du corps gras, ce qui est indispensable pour assurer ensuite sur le corps gras une mesure fiable et exacte de sa teneur en eau par passage des microondes
Ainsi, dans le cas de la fabrication du beurre , on mesure en continu la valeur de la pression, qui est inférieure à la pression atmosphérique, à laquelle le beurre est soumis et on ajuste en permanence les paramètres et conditions de fabrication, de manière que cette valeur soit aussi constante que possible
Préférentiellement , on mesure le décalage de phase ou le décalage et l'atténuation des micro-ondes à au moins une longueur d'onde .La teneur en eau libre dudit corps gras peut être alors ainsi déterminée à l'aide de l'équation (I)

It should be noted that microwaves are already used to continuously measure the moisture of products, such as products from the mineral industry, the building industry, the chemical and pharmaceutical industry, or even However, no application to the measurement of the water content in a fatty substance has been described, let alone the specific means to implement for the measurement to be reliable.
The subject of the present invention is therefore a method for determining the free water content of a fatty substance, in which
the pressure to which the fatty substance is subjected when it is obtained is kept as constant as possible;
- Microwaves are passed through said fat and
the disturbances generated on the microwaves are measured in their passage
The fact of treating the fatty substance in conditions of pressure - or depression - as constant as possible makes it possible to maintain the homogeneity of the distribution of the moisture within the fatty substance, which is essential to ensure then on the body fat a reliable and accurate measure of its water content by passage of microwaves
Thus, in the case of the manufacture of butter, the value of the pressure, which is lower than the atmospheric pressure, to which the butter is subjected is continuously measured and the parameters and conditions of manufacture are continuously adjusted, so that this value is as constant as possible
Preferably, the phase shift or the offset and the attenuation of the microwaves are measured at at least one wavelength. The free water content of said fatty substance can then be determined using the equation ( I)

<tb> suivante <SEP> ; <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> AT <SEP> +c <SEP> (I)
<tb> <SEP> tK <SEP> | <SEP> V <SEP> K <SEP> )
<tb> dans laquelle
- Q est la quantité d'eau libre
- AT est l'atténuation des micro-ondes
- PH est le déphasage des micro-ondes
- a , b et c sont des constantes , et - K est égal à

ou:
* 10 est l'intensité du faisceau de micro-ondes avant passage dans le corps gras
* I est l'intensité des micro-ondes mesurée après passage dans ledit corps
* Ln signifie logarithme Neperien.<tb> next <SEP>;<SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> AT <SEP> + c <SEP> (I)
<tb><SEP> tK <SEP>|<SEP> V <SEP> K <SEP>)
<tb> in which
- Q is the amount of free water
- AT is the attenuation of microwaves
- PH is the phase shift of microwaves
- a, b and c are constants, and - K is equal to

or:
* 10 is the intensity of the microwave beam before passing through the fat body
* I is the intensity of the microwaves measured after passing through the body
* Ln means Neperian logarithm.

Les constantes a , b et c , de l'équation mentionnée ci-dessus sont déterminées par régression linéaire et/ou comparaison avec des mesures obtenues avec des méthodes fiables, telles que l'étuvage. The constants a, b and c of the equation mentioned above are determined by linear regression and / or comparison with measurements obtained with reliable methods, such as baking.

Dans la majorité des mesures , l'atténuation est nulle ou négligeable
Aussi préférentiellement la détermination de l'humidité est faite à l'aide de l'équation suivante (II):
Q = a. PH + c (II)
La constante c est déterminée par extrapolation à 0Hz du décalage, la constante a étant la pente de la droite répondant à l'équation (II) ci-dessus . La droite correspondant à cette équation est représentée sur la figure 3 ci-après décrite
Ce procédé de mesure permet d'obtenir des résultats fiables et reproductibles quant à l'humidité des corps gras.In the majority of the measurements, the attenuation is null or negligible
Also preferentially the determination of the humidity is made using the following equation (II):
Q = a. PH + c (II)
The constant c is determined by extrapolation at 0 Hz of the offset, the constant a being the slope of the line corresponding to equation (II) above. The line corresponding to this equation is shown in FIG.
This measurement method makes it possible to obtain reliable and reproducible results as regards the moisture content of the fatty substances.

De plus , le contrôle de l'humidité dudit corps gras s'effectue de façon non destructive , les micro-ondes ayant un effet négligeable sur la composition et la structure du corps gras
L'invention peut s'appliquer à la mesure de l'humidité de n'importe quel corps gras ; cependant , la mesure se faisant par micro-ondes , le corps gras ne doit pas présenter une conductivité trop élevée , afin de permettre la transmission du signal d'hyperfréquences.In addition, the control of the moisture of said fatty substance is non-destructive, the microwaves having a negligible effect on the composition and structure of the fatty substance.
The invention can be applied to the measurement of the moisture of any fatty substance; however, since the measurement is done by microwave, the fatty substance must not have too high a conductivity, in order to allow the transmission of the microwave signal.

On remarquera que l'intensité de rayonnement ainsi que la vitesse de propagation des micro-ondes sont influencées de façon très sélective par la présence de molécules d'eau libre mais ne sont pas influencées par la présence de molécules d'eau liée
On mesure ainsi l'humidité réelle du produit
On peut mesurer les modifications des caractéristiques des micro-ondes à une longueur d'onde donnée, mais il est préférable de mesurer ces modifications à plusieurs longueurs d'ondes .La vitesse de propagation étant pour un milieu donné la meme pour toutes les fréquences , le déphasage exprimé en degrés est directement proportionnel à la fréquence
Le fait d'effectuer des mesures à diverses fréquences permet de tester la fiabilité des mesures en vérifiant cette proportionnalité
Il est à noter que l'atténuation et le déphasagedûs à la diminution de la vitesse de propagation sont étroitement liés aux pertes diélectriques et à la permittivité
La présente invention a en outre pour objet l'application du procédé de mesure ci-dessus à la fabrication de beurre possédant une teneur contrôlée en eau libre, ladite fabrication comprenant au moins une étape de mesure de la quantité en eau libre, telle que mentionnée précédemment.It will be noted that the radiation intensity as well as the speed of propagation of microwaves are very selectively influenced by the presence of free water molecules but are not influenced by the presence of bound water molecules.
This measures the actual humidity of the product
It is possible to measure the modifications of the characteristics of the microwaves at a given wavelength, but it is preferable to measure these modifications at several wavelengths. The propagation speed being for a given medium the same for all the frequencies, the phase shift expressed in degrees is directly proportional to the frequency
Measuring at various frequencies makes it possible to test the reliability of the measurements by checking the proportionality
It should be noted that the attenuation and the phase shift in the reduction of the propagation velocity are closely related to the dielectric losses and the permittivity
The present invention further relates to the application of the above measuring method to the manufacture of butter having a controlled free water content, said manufacture comprising at least one step of measuring the amount of free water, as mentioned previously.

Plus particulièrement , l'invention concerne un procédé de fabrication du beurre comprenant au moins une étape de barattage suivie d'au moins une étape de malaxage, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'étape de mesure de la quantité en eau libre, selon l'invention, est réalisée après la dernière étape de malaxage
Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, le procédé de l'invention implique la combinaison de l'étape de mesure par passage de microondes avec une étape préalable de contrôle de la pression, laquelle peut être réalisée en mesurant en continu la pression de l'enceinte où se trouve le beurre ladite pression étant inférieure à la pression atmosphérique
Ainsi , on règle en permanence à une valeur aussi constante que possible la valeur du vide régnant dans l'enceinte.More particularly, the invention relates to a butter-making process comprising at least one churning step followed by at least one kneading step, said method being characterized in that the step of measuring the amount of free water, according to the invention is carried out after the last mixing step
As mentioned above, the method of the invention involves the combination of the microwave measurement step with a prior pressure control step, which can be performed by continuously measuring the pressure of the chamber where the butter is located, said pressure being below atmospheric pressure
Thus, the value of the vacuum prevailing in the enclosure is continuously adjusted to as constant a value as possible.

Préférentiellement , les valeurs de pression seront comprises entre 50 kPa et 90 kPa environ
Les variations de pression pour un même cycle de fabrication n'excederont pas +/- 2 kPa. En effet, la régularité du vide est primordiale pour une mesure stable
L'implantation du capteur sur la tuyauterie doit être faite de façon à avoir un écoulement du corps gras régulier et uniforme au niveau du passage des micro-ondes.Preferably, the pressure values will be between approximately 50 kPa and 90 kPa.
Pressure variations for the same manufacturing cycle shall not exceed +/- 2 kPa. Indeed, the regularity of the vacuum is essential for a stable measurement
The implantation of the sensor on the piping must be done in such a way as to have a smooth and uniform flow of the fatty substance at the level of the passage of the microwaves.

Les paramètres de fonctionnement sont réglés pour avoir une taille des gouttelettes d'eau dans le corps gras la plus fine et donc améliorer la stabilité de la mesure de l'humidité. The operating parameters are set to have a water droplet size in the finest grease and thus improve the stability of the moisture measurement.

Ces paramètres sont
- la vitesse de malaxage
- l'emplacement des injections de levains et du sel avec des débits linéaires.These parameters are
- the mixing speed
- the location of starter and salt injections with linear flow rates.

L'invention se prête particulièrement bien à un processus de fabrication en continu au cours duquel la teneur en eau libre du beurre est mesurée et le résultat de la mesure est utilisé comme paramètre de régulation de la teneur en eau jusqu'au maximum autorisé de 16%. The invention is particularly suitable for a continuous manufacturing process in which the free water content of the butter is measured and the result of the measurement is used as a control parameter of the water content up to the maximum allowed of 16%. %.

Ce procédé de fabrication de beurre peut notamment être mis- en oeuvre à l'aide d'un dispositif de fabrication comprenant au moins une baratte , un ou plusieurs malaxeurs un moyen permettant d'assurer le maintien à une valeur aussi constante que possible de la dépression dans l'enceinte de fabrication du beurre et, des moyens pour l'émission de microondes et la mesure des perturbations engendrées par leur passage au travers du beurre. This butter-making process may in particular be carried out using a manufacturing device comprising at least one churn, one or more kneaders, a means of ensuring the maintenance as constant as possible of the depression in the manufacture of the butter and, means for the emission of microwaves and the measurement of disturbances caused by their passage through the butter.

Le moyen de contrôle de la dépression peut consister en un capteur permettant de suivre en continu les variations du vide de l'enceinte dans laquelle le beurre est en cours de traitement . Toute modification constatée par le capteur peut être mise à profit , de manière manuelle ou automatique , pour ajuster la valeur de la pression à la valeur de consigne considérée comme appropriée. The depression control means may consist of a sensor for continuously monitoring the vacuum changes of the enclosure in which the butter is being processed. Any modification detected by the sensor can be used, manually or automatically, to adjust the value of the pressure to the setpoint considered appropriate.

A la sortie du ou des malaxeurs , la mesure par micro onde s selon le procédé décrit ci-dessus de la teneur en eau libre est effectuée . La mesure est faite au moyen d'un dispositif comprenant une antenne émettrice et une antenne réceptrice . Le domaine de mesure est celui des hyperfréquences . La bande de fréquence ( 2,7 à 3,4 GHz) permet une bonne pénétration du matériau à mesurer ( 100 à 200 mm sur du beurre ) avec une puissance très faible ( 1 microwatt ). At the outlet of the kneader (s), the microwave measurement according to the method described above of the free water content is carried out. The measurement is made by means of a device comprising a transmitting antenna and a receiving antenna. The measurement domain is that of the microwaves. The frequency band (2.7 to 3.4 GHz) allows good penetration of the material to be measured (100 to 200 mm on butter) with a very low power (1 microwatt).

A la suite de cette mesure , de l'eau est ajoutée éventuellement au beurre afin d'atteindre une valeur proche de la valeur maximale autorisée , à savoir 16% d'eau . A cette fin , on peut introduire une pompe à injection d'eau au bout du dispositif de fabrication précédemment décrit , c'est-àdire en fin de malaxage . Cette addition ne doit pas perturber la mesure ni la taille des goutelettes de l'émulsion du corps gras .Le débit doit notamment être linéaire
Une mesure de la quantité d'eau libre dans le beurre peut être alors effectuée après l'injection d'eau , afin de vérifier que la teneur en eau est inférieure à 16 %
La présente invention est illustrée sans pour autant être limitée par l'exemple suivant, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 représente un dispositif de fabrication de beurre selon l'invention
la figure 2 est un schéma du dispositif permettant de déterminer la teneur en eau libre du corps gras
la figure 3 représente la droite correspondant à l'équation Q = aPH + c , Q étant représenté en ordonnée et PH en abscisse
EXEMPLE : Fabrication de beurre présentant une teneur contrôlée en eau libre
Le dispositif permettant la fabrication du beurre selon l'invention est schématisé sur la figure 1.La crème est introduite dans la baratte (1) à l'aide du conduit (2).As a result of this measurement, water is added to the butter to reach a value close to the maximum allowed value, namely 16% water. To this end, it is possible to introduce a water injection pump at the end of the manufacturing device previously described, that is to say at the end of mixing. This addition must not disturb the measurement or the size of the droplets of the emulsion of the fatty substance. The flow must in particular be linear
A measure of the amount of free water in the butter can then be made after the water injection, to verify that the water content is less than 16%
The present invention is illustrated without being limited by the following example, with reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 represents a device for manufacturing butter according to the invention
FIG. 2 is a diagram of the device for determining the free water content of the fatty substance.
FIG. 3 represents the line corresponding to the equation Q = aPH + c, Q being represented on the ordinate and PH on the abscissa
EXAMPLE: Manufacture of butter with a controlled content of free water
The device for producing the butter according to the invention is shown diagrammatically in FIG. 1. The cream is introduced into the churn (1) using the conduit (2).

La crème utilisée a les caractéristiques suivantes
- matière grasse 41 %
- acidité Dornic 10"D
- pasteurisation : 92"C pendant 30 secondes
- température de refroidissement : 5"C
- temps de maturation environ 10 heures
La baratte qui va permettre l'inversion de phase c'est-à-dire le passage de la phase huile dans eau ( crème en une phase eau dans huile est une baratte en continu
Contimab type MD 130 commercialisée par la Société SIMON
Frères . Elle est mise en oeuvre à une vitesse de 680 t/mn et à une température de 8,5 C. The cream used has the following characteristics
- fat 41%
- Dornic acidity 10 "D
pasteurization: 92 ° C for 30 seconds
- cooling temperature: 5 "C
- maturation time around 10 hours
The churn that will allow the phase inversion that is to say the passage of the oil phase in water (cream in a water-in-oil phase is a continuous churn
Contimab type MD 130 marketed by the company SIMON
Brothers . It is carried out at a speed of 680 rpm and a temperature of 8.5 C.

La crème est introduite à l'aide d'une pompe ayant un débit de 8000 kg/h
I1 est à noter que les températures de maturation de la crème sont variables en fonction des saisons
Le produit baratté est transféré dans un premier malaxeur ( 3 ) tournant à une vitesse de 26 t/mn
Le babeurre issu de ce malaxage est éliminé à l'aide du conduit (4) puis les grains de beurre présents dans le liquide sont récupérés à l'aide d'un filtre rotatif à babeurre (5) (commercialisé par Sermia).The cream is introduced using a pump with a flow rate of 8000 kg / h
It should be noted that the maturation temperatures of the cream are variable according to the seasons
The churned product is transferred to a first mixer (3) rotating at a speed of 26 rpm
The buttermilk resulting from this mixing is removed using the conduit (4) and then the grains of butter present in the liquid are recovered using a rotary buttermilk filter (5) (marketed by Sermia).

Le babeurre est collecté dans le bac ( 6 ) et est soutiré à l'aide de la pompe (7) et de la canalisation ( 8 ). The buttermilk is collected in the tank (6) and is withdrawn using the pump (7) and the pipe (8).

On ajoute des levains acide et aromatisant, à raison respectivement de 32 l/h et de 48 l/h à l'aide d'un système d'injection (16)
L'opérateur surveille et modifie les injections de levain afin de réguler l'humidité . Dans l'exemple de fabrication donné , le débit des ferments aromatiques qui était à l'origine de 48 l/h était en fin de fabrication de 35 l/h . Du sel peut aussi être ajouté à l'aide du même dispositif
Le beurre est soumis à un traitement de dégazage dans une zone sous vide (9) à une pression de 70 kPa avec des variations de +/- 2 kPa,le vide ayant été instauré à l'aide de la pompe (10).Acid and flavoring starters are added at 32 l / h and 48 l / h, respectively, by means of an injection system (16).
The operator monitors and modifies starter injections to regulate moisture. In the example of manufacture given, the flow rate of the aromatic ferments which was at the origin of 48 l / h was at the end of manufacture of 35 l / h. Salt can also be added using the same device
The butter is subjected to a degassing treatment in a vacuum zone (9) at a pressure of 70 kPa with variations of +/- 2 kPa, the vacuum having been introduced using the pump (10).

Un capteur (lova) permet de mesurer en permanence le vide existant dans la zone (9), de manière à agir sur la pompe (10) au cas où une modification serait nécessaire. A sensor (lova) continuously measures the vacuum existing in the zone (9), so as to act on the pump (10) in case a modification is necessary.

Le produit est malaxé dans un deuxième malaxeur ( 11 tournant à une vitesse de 77 t/mn
La teneur en eau est mesurée à l'aide du dispositif de mesure par micro-ondes (12) et l'humidité est ajustée par injection d'eau a l'aide d'une pompe (13)
La pompe à injection d'eau est commercialisée par la
Société MONO POMPES et le régulateur de débit d'eau par la
Société CORECI Microcor III A.The product is kneaded in a second mixer (11 rotating at a speed of 77 rpm
The water content is measured by means of the microwave measuring device (12) and the humidity is adjusted by water injection using a pump (13)
The water injection pump is marketed by the
Company MONO PUMPS and the water flow regulator by the
Company CORECI Microcor III A.

Le beurre salé est envoyé dans un silo de stockage à l'aide de la conduite (14) , le beurre non salé étant transféré dans un autre silo à l'aide de la conduite (15). The salted butter is sent to a storage silo using the line (14), the unsalted butter being transferred to another silo using the line (15).

Au démarrage de l'installation trois échantillons sont prélevés afin de vérifier l'étalonnage du capteur . On compare les valeurs obtenues par le dispositif à micro-ondes tel que décrit ci-après et celles obtenues par le dispositif à microondes tel que décrit ci-après et celles obtenues par un dispositif de mesure classique de la teneur en humidité par rayonnement infra-rouge (Inframatic 8100, Laiterie Nouvelle de l'Arguenon) . Les valeurs suivantes ont été obtenues
Mesure infra-rouge Mesure par micro-ondes
15.77 15.79
15.80 15.80
15.79 15.78
L'étalonnage étant correct, la pompe à eau 13 est mise en route . Dans le cas d'un décalage de valeur , on intervient en modifiant la constante c de l'équation (II). At the start of the installation, three samples are taken to verify the calibration of the sensor. The values obtained by the microwave device as described hereinafter and those obtained by the microwave device as described below and those obtained by a conventional device for measuring the moisture content by infrared radiation are compared. red (Inframatic 8100, New Dairy of Arguenon). The following values were obtained
Infrared measurement Microwave measurement
15.77 15.79
15.80 15.80
15.79 15.78
The calibration being correct, the water pump 13 is started. In the case of a value shift, we intervene by modifying the constant c of equation (II).

L'opérateur a pris un échantillon de beurre toutes les quinze minutes et les résultats de mesure de la quantité d'eau libre par infra-rouge sont les suivantes 15.95 - 15.96 - 15.92 - 15.93 - 15.98 - 15.95 - 15.93 - 15.98 - 15.96 - 15.95 - 15.94 - 15.94 - 16.00 - 15.93 - 15.98 15.99 - 15.93 - 15.98 - 15.96 6 15.92 - 15.98 - 15.94 - 15.98 - 15.96 - 15.93 - 15.95 - 15.92 - 15.94 - 15.93. The operator took a sample of butter every fifteen minutes and the results of measuring the amount of free water by infra-red are as follows: 15.95 - 15.96 - 15.92 - 15.93 - 15.98 - 15.95 - 15.93 - 15.98 - 15.96 - 15.95 - 15.94 - 15.94 - 16.00 - 15.93 - 15.98 15.99 - 15.93 - 15.98 - 15.96 6 15.92 - 15.98 - 15.94 - 15.98 - 15.96 - 15.93 - 15.95 - 15.92 - 15.94 - 15.93.

Sur 29 mesures , on obtient une moyenne de 15,952 et un écart type de 0,023.On 29 measurements, we obtain an average of 15.952 and a standard deviation of 0.023.

Dispositif de détermination de la teneur en eau libre. Device for determining the free water content.

Le dispositif est représenté schématiquement sur la figure 2 . I1 est composé d'un émetteur (21 ) à micro-ondes qui envoie un faisceau de référence (22) et un faisceau de mesure (23 ) à travers le produit (24 ) . Un dispositif de réception (25 ) compare l'amplitude et la phase du faisceau de référence (22) et du faisceau (26) sortant du produit
Ce dispositif est commercialité par la Société BERTHOLD sous la dénomination Humidimètre à micro-ondes Micromoist LB 354.The device is shown schematically in FIG. I1 is composed of a microwave transmitter (21) which sends a reference beam (22) and a measuring beam (23) through the product (24). A receiving device (25) compares the amplitude and the phase of the reference beam (22) and the beam (26) coming out of the product
This device is marketed by BERTHOLD under the name Micromoist Microwave Humidimeter LB 354.

Les . mesures sont effectuées sur 22 fréquences prédéterminées avec une limite de résolution du 1/10 de GHz. The . measurements are made on 22 predetermined frequencies with a 1/10 GHz resolution limit.

La vitesse de propagation étant, pour un milieu donné, la même pour les 22 fréquences, le déphasage exprimé en degrés est directement proportionnel à la fréquence . Le Micromoist teste la fiabilité de la mesure en vérifiant cette proportionnalité, comme indiqué ci-dessus
Ceci permet en cas de mesure douteuse , ne rentrant pas dans la régression linéaire , de maintenir le signal de sortie à sa valeur précédente pendant quelques dizaines de millisecondes , ce qui permet de revenir à une valeur cohérente
Une autre particularité de ce dispositif réside dans sa stabilité à long terme , du fait d'un réétalonnage continu de la ligne de référence . Cette particularité contribue à la précision de la mesure
Une sonde à rayon gamma peut aussi être introduite en fin de dispositif , à proximité du " Micromoist" . La mesure obtenue par cette sonde permet d'obtenir une humidité en pourcentage massique
La précision et la fiabilité de la mesure en continu selon l'invention permettent d'assurer que la teneur en humidité du beurre ne dépasse pas 16 % . L'injection d'eau additionnelle par la pompe 13 peut ainsi être réalisée, si nécessaire , pour atteindre une valeur aussi proche que possible de 16 %, alors qu'une telle addition d'eau serait à exclure si la mesure préalable de l'humidité n'était pas effectuée de manière précise. The propagation speed being, for a given medium, the same for the 22 frequencies, the phase shift expressed in degrees is directly proportional to the frequency. The Micromoist tests the reliability of the measurement by checking this proportionality, as indicated above
This makes it possible, in case of doubtful measurement, not entering the linear regression, to maintain the output signal at its previous value for a few tens of milliseconds, which makes it possible to return to a coherent value.
Another feature of this device lies in its long-term stability, because of a continuous recalibration of the reference line. This feature contributes to the accuracy of the measurement
A gamma-ray probe can also be introduced at the end of the device, close to the "Micromoist". The measurement obtained by this probe makes it possible to obtain a percentage of mass moisture
The accuracy and reliability of the continuous measurement according to the invention make it possible to ensure that the moisture content of the butter does not exceed 16%. The injection of additional water by the pump 13 can thus be carried out, if necessary, to reach a value as close as possible to 16%, whereas such addition of water would be excluded if the preliminary measurement of the humidity was not done accurately.

Claims

A method for determining the free water content of a fatty substance, wherein

the pressure to which the fatty substance is subjected when it is obtained is kept as constant as possible;

microwaves are passed through said fatty substance and

the disturbances generated on the microwaves after their passage are measured

2. Method according to claim 1, characterized in that the phase shift or the offset and the attenuation of the microwaves generated by their passage through said fat are measured.

3.Procédé according to one of claims 1 and 2 characterized in that the amount of free water in said fat is determined using the following equation (I):

where Q is the amount of free water

AT is the mitigation

PH is the phase shift

a, b and c are constants, and

K is éaal at

or

* 10 is the intensity of the microwave beam before passing through the fat

* I is the intensity measured after passing through the fat body

4. Method according to one of claims 1 or 2 characterized in that the amount of free water is determined using the following equation (II)

Q = a.PH + c (II) where Q, a, PH and c have the same meaning as in claim 3.

5. Method according to one of claims 1 to 4 characterized in that the fat is butter

6. Method according to claim 5 for the manufacture of butter, said method comprising at least one step of measuring the amount of free water, as mentioned in any one of claims 1 to 4

7. Method according to claim 6 comprising at least one churning step followed by at least one kneading step, said method being characterized in that the free water content is determined after the last kneading step.

8. Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that, after measuring the free water content, it adjusts the value thereof, possibly by introducing water into the butter

9. Process according to any one of claims 5 to 8, characterized in that, prior to the measurement of the water content, the value of the pressure at which the butter is subjected is measured continuously so that this value is as constant as possible and adjust the parameters and conditions of manufacture

10. Process according to claim 9, characterized in that the butter during manufacture is subjected to the action of vacuum, in particular at pressures of approximately 50 kPa to 90 kPa, and in that said pressure is adjusted. at as constant a value as possible

11. Apparatus for carrying out the method according to any one of claims 5 to 10 comprising at least one churn, one or more kneaders, means for ensuring the maintenance as constant as possible of the depression in the manufacturing chamber and means for the emission of microwaves and the measurement of disturbances caused by their passage through the butter.

12. Device according to claim 11, characterized in that it comprises additional means, such as a water injection pump, for adjusting the water content of the butter.