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Perfectionnements à la fabrication de la margarine.
Cette invention se rapporte à des perfectionnements à la fabrication de la margarine.
Suivant un procédé continu de fabrication de marga- rine connu, une matière grasse liquide est mélangée d'une ma- nière continue à des ingrédients aqueux dans les proportions dé- sirées et le mélange soumis de façon continue à une réfrigéra- tion rapide et un émulsionnement simultané dans un appareil de traitement, couramment dénommé Votator. Ce type d'appareil est décrit dans le traité de A.E. Bailey's intitulé "Industrial Oil and Fat products" p. 702 à 708 (Interscience Publishers Inc. New York, 1945. Ce Votator comprend un ou plusieurs tubes de nickel à minces parois, entourés d'un agent réfrigérant approprié à basse
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température tel que de l'ammoniaque liquide en cours d'évapora- tion. Les tubes sont pourvus de lames rotatives internes qui raclent la mince pellicule de matière réfrigérée de la paroi des tubes.
Après réfrigération, le mélange qui est noyauté de petits cristaux de matière grasse, est envoyé dans un appareil de cristallisation où on le laisse faire prise.
Ce procédé, par lui-même, donne un produit qui tend à avoir une texture hétérogène, par suite de la présence de nodules.
Lorsqu'on a laissé la margarine faire prise pendant un jour ou deux, ces nodules accusent une texture qui peut à peine se dis- tinguer de celle du reste de la margarine. Toutefois, leur em- placement est révélé par l'existence de plages ou stries de teinte distinctement plus claire que le restant de la matière.
Un tel aspect n'est pas attrayant.
Pour rendre la consistance du produit plus uniforme il est d'usage de placer dans l'appareil de cristallisation un ou plusieurs tamis en treillis métallique à travers lesquels on fait passer la matière réfrigérée et émulsionnée. Ces tamis servent à rendre la matière homogène et à rompre les nodules. En même temps ils soumettent le produit à un certain travail méca- nique.
On a fréquemment constaté que par suite du travail occasionné par la rupture des conglomérats pour donner au produit la consistance uniforme désirée, ce dernier sort insuffisamment durci de l'appareil de cristallisation. D'autre part si le travail qu'on fait subir à la margarine est suffisamment réduit pour donner un produit plus dur, on constate que la consistance n'est pas uniforme, car le travail mécanique n'a pas permis de briser tous les nodules.
Or, on a découvert maintenant qu'une consistance uni- forme peut être conférée à la margarine quittant l'appareil de cristallisation, alors qu'en même temps la matière se ramollit
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à un degré moindre que dans les procédés d'homogénéisation, si l'on fait passer la matière, après sa réfrigération mais avant qu'elle n'ait fait prise complètement, à travers un ou plusieurs tamis et qu'on lui fait alors subir un brusque changement de di- rection immédiatement après son passage à travers chaque tamis.
On a trouvé qu'il est désirable, dès que cette action d'homogénéi- sation est terminée, de permettre à la matière de faire prise à un état de repos aussi complet que possible, car une action de cisaillement sur la matière peut avoir un effet de ramollissement indésirable. On obtient ces conditions en donnant une forme appro- priée au conduit qui transporte la matière.
Ainsi, suivant la présente invention, dans un procédé continu de fabrication de margarine selon lequel les ingrédients entrant dans la composition de celle-ci sont rapidement réfrigérés et émulsionnés de façon continue, on homogénéise la matière réfri- gérée et émulsionnée avant qu'elle n'ait complètement fait prise, en la faisant passer en un courant continu à travers un ou plu- sieurs tamis et, après son passage à travers chaque tamis et avant son passage à travers un tamis subséquent, à faire subir au courant de matière un brusque changement de direction, par exemple à angle droit, après quoi on laisse la matière faire prise jusqu'à sa consistance finale avec exposition minimum à des forces suscepti- bles d'y provoquer une action de cisaillement.
La demande de brevet déposée ce jour au nom de la Deman- deresse pour "Perfectionnements à la fabrication de la margarine" décrit dans quelles conditions la margarine peut présenter ce qu'on appelle un manque de finesse au palais, ce terme étant employé pour indiquer le défaut d'une margarine qui reste dans la bouche pendant un temps appréciable à l'état de pâte visqueuse, au lieu de fondre rapidement comme le fait une margarine "fine". On a décrit dans la demande de brevet précitée comment on peut obte- nir une plus grande "finesse" et aussi augmenter l'aptitude à
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s'étendre de la margarine produite dans le Votator, en refroidis- sant et en agitant un courant de matières grasses liquides de manière à séparer ses glycérides à point de fusion plus élevé sous forme de particules cristallines.
Les matières grasses li- quides sont mélangées aux ingrédients aqueux soit avant soit après cette opération de refroidissement et d'agitation, et le mélange résultant est ensuite soumis à une réfrigération et un émulsion- nement rapides continus. On a décrit des dispositions au moyen desquelles une partie ou la totalité des matières grasses, avant l'entrée dans le Votator, sont refroidies dans un refroidisseur alimenté d'agent réfrigérant en circulation, et sont ensuite agitées dans un appareil de précristallisation. Suivant une variante, une partie de la margarine sur-refroidie sortant du Votator, est ramenée dans le courant entrant de matières grasses pour le refroidir.
L'invention décrite ci-dessus est particu- lièrement d'application dans le procédé de fab rication de la margarine décrit dans la demande de brevet précitée étant donné qu'elle est spécialement avantageuse pour la production d'une matière présentant la consistance voulue pour être moulée im- médiatement en blocs normalement appelés "pains".
L'invention a également pour objet un dispositif pour l'exécution du procédé ci-dessus, comportant un ou plusieurs tamis disposés en ordre successif dans le trajet parcouru par la margarine et une ou plusieurs surfaces déviatrices pour chan- ger brusquement la direction du courant de margarine après son passage à travers un tamis et avant son passage à travers un tamis subséquent.
Le brusque changement de la direction du courant, par exemple à angle droit, peut être produit par un coude ap- proprié dans le conduit transportant la matière ou par des obstacles appropriés placés dans le trajet du courant après chaque tamis. Dans une forme d'exécution préférée de l'inven-
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tion, le dispositif comporte un cylindre en toile métallique monté dans un tube extérieur de diamètre interne plus grand que celui du cylindre, et un certain nombre de plaques chicanes pour faire dévier la margarine en la faisant passer de l'extérieur vers l'intérieur et de l'intérieur vers l'extérieur à travers ce cylindre.
Pour que l'intervention des forces susceptibles de provoquer un cisaillement dans le courant de matière lorsqu'elle fait prise jusqu'à ce que sa consistance finale soit réduite à un minimum, on peut amener le courant à un endroit où il fera prise, à travers un conduit de section transversale progressivement croissante.
Une condition des plus importantes pour le succès du procédé suivant l'invention est que l'homogénéisation soit effectuée à un stade où la matière réfrigérée et émulsionnée présente exactement la consistance voulue. Si l'homogénéisation est entreprise à un stade trop tardif du procédé, bien qu'elle soit efficace, l'appareil employé pour l'homogénéisation travaille trop la matière solidifiée et le produit final devient par con- séquent trop mou.
La matière doit cependant être assez visqueuse pour chasser les nodules à travers les tamis; il est inutile de placer le dispositif en un point où la plus grande partie des matières grasses est encore à un état sur-refroidi liquide, car les nodules solidesqui y sont contenus ne se disperseront pas dans le liquide, mais seront simplement filtrés du liquide et refoulés à travers les tamis en masses à des intervalles ir- réguliers, sans être dispersés.
Pour corriger ce défaut, on peut amener le liquide sur-refroidi dans un petit tube de prise partielle avant d'être homogénéisé, la capacité de ce tube pour un cas donné étant facilement déterminée par des essais, suivant le principe qu'un produit trop mou après cristallisation indique que la prise a été poussée trop loin au moment de l'homogénisa- tion et que la capacité du tube est trop grande.
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Une installation pour l'exécution du procédé suivant l'invention sera décrite ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue schématique d'une installation com- plète comprenant le pré-refroidissement de la charge de matières grasses comme décrit dans la demande de brevet mentionnée ci- dessus.
Fig. 2 montre le dispositif d'homogénéisation de la Fig. 1 en coupe, et
Figs. 3 à 6 montrent schématiquement en coupe diver- ses variantes du dispositif d'homogénéisation.
Sur la Fig. 1, 21 est un réservoir pour la matière grasse liquide et 22 un réservoir pour les ingrédients aqueux de la margarine. Le réservoir 21 est raccordé à une pompe rota- tive 25 par un conduit 23 commandé par une vanne 24. Le conduit de refoulement 36 de la pompe 25 est raccordé par un conduit de dérivation 37 au conduit 23 et par un conduit 26 à un re- froidisseur 35 consistant en quatre tubes couplés en série 27, dont deux seulement sont représentés. Chaque tube 27 du refroi- disseur 35 est entouré d'une chemise d'eau ou de saumure 28 et est pourvu d'un arbre axial 29 portant des racloirs hélicoï- daux 40. Le refroidisseur 35 est raccordé à un appareil de pré- cristallisation 42 par un conduit 41.
Cet appareil de pré- cristallisation consiste en un cylindre pourvu d'un arbre axial 43 portant urne rangée de tiges radiales 44 disposées hélicoï- dalement à 1200 et coopérant avec une rangée fixe de tiges 45 fixées à la paroi du cylindre. Un conduit 46 relie l'appareil 42 à une installation de pompage 47 et un conduit 48, commandé par une vanne 49, relie une pompe 50 au réservoir 22.
Les pom- pes 47 et 50 qui sont de préférence établies de manière à four- nir la matière des réservoirs 21 et 22 automatiquement dans les proportions voulues, sont raccordées par un conduit 51 à un
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Votator 52 comportant un ou plusieurs tubes de nickel à parois minces entourés d'un agent réfrigérant approprié à basse tem- pérature tel que de l'ammoniaque liquide en voie d'évaporation et pourvus intérieurement de racloirs rotatifs. Un conduit 30 relie ce Votator à un dispositif d'homogénéisation 31, représenté plus en détail sur la Fig. 2, d'où la matière passe dans un appareil de cristallisation 32.
Si une prise partielle est né- cessaire avant que la matière ne pénètre dans le dispositif d'homogénéisation 31, elle peut être provoquée par l'inter- calation d'un tube de prise partielle à l'endroit désigné par 11.
Ainsi que le montre la Fig. 2, un cylindre en toile mé- tallique 1 fermé à une extrémité par une plaque 5 , est monté à l'intérieur du tube 2 qui présente des brides 3 et 4 à ses extré- mités. Des chicanes 6, 7,8 et 9 sont disposées à l'intérieur de ce cylindre et de ce tube de manière à imposer un trajet en zig-sag à la matière qui doit les parcourir d'un bout à l'autre.
La bride 3 est raccordée à une bride 10 à l'extrémité de sortie du tube de prise partielle 11, et la bride 4 à une bride 12 à l'extrémité d'entrée d'un segment à évasement conique 13. Ce segment conique est relié à un appareil de cristallisation 32 (Fig. 1) dans lequel la matière fait prise jusqu'à sa consis- tance finale.
Pour que la margarine après avoir traversé le dis- positif d'homogénéisation et avoir commencé à faire prise soit soumise le moins possible à l'action de forces susceptibles d'y provoquer un cisaillement qui peut avoir l'effet d'un tra- vail mécanique produisant un ramollissement indésirable, il est nécessaire que son passage subséquent à travers l'appareil se fasse aussi librement que possible. Dans l'installation repré- sentée ceci est obtenu par l'emploi du conduit de détente coni-
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que 13.
Le fonctionnement de ce dispositif se fait comme suit :
On ouvre les vannes 24 et 49 et la matière grasse liquide est aspirée du réservoir 21 et mise en circulation dans les conduits
23, 36 et 37 par la pompe 25. Une proportion prépondérante de ce courant de matière grasse en circulation est aspirée à travers le conduit 26 dans les tubes 27 du refroidisseur 35 par l'instal- lation de pompage 47. On fait tourner les racloirs 40 dans les tubes 27 à la vitesse d'environ 120 tours par minute et on règle le courant d'eau ou de saumure dans la chemise 28 de manière à re- froidir la matière grasse à la température désirée.
De petits noyaux de cristaux des glycérides à point de fusion élevé sont formés et entraînés par le courant de matière grasse dans l'ap- pareil de pré-cristallisation 42. Dès avant que le liquide quitte l'appareil de pré-cristallisation 42, une forte propor- tion des glycérides à point de fusion élevé capables de se séparer à l'état de particules cristallines à la température atteinte par la matière grasse, aura été séparée si l'agitation produite par les tiges 44 fixées sur l'arbre 43 est suffisamment énergique.
Les pompes 47 et 50 sont réglées pour débiter cette matière grasse pré-cristallisée de l'appareil de pré-cristallisa- tion 42, et les ingrédients aqueux du réservoir 12, respectivement, dans les proportions voulues au Votator 52 par le conduit 51.
Une réfrigération et un émulsionnement rapides se produisent dans ce Votator de la manière déjà décrite. Après réfrigération, le mélange, noyauté de petits cristaux de matière grasse, passe dans le tube 2 (Fig. 2) du dispositif d'homogénéisation 31 (Fig. 1) par le tube de prise partielle 11 et ensuite dans le tube 32 où la matière fait prise jusqu'à sa consistance finale. La prise partielle de la matière réfrigérée et émulsionnée se produit dans le tube 11 et le degré désiré de cristallisation préliminaire /1. peut être obtenu en choisissant convenablement la longueur et le
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diamètre (c'est-à-dire la capacité) de ce tube.
Dans certaines conditions, toutefois, la matière à sa sortie du stade de réfri- gération rapide peut se trouver à un état propre au traitement qui fait l'objet de la présente invention, sans nécessiter de prise partielle préliminaire.
Pendant son passage dans le tube 2 (Fig. 2), le courant de matière est dévié successivement à anglesdroits en rencontrant les chicanes 6, 7, 8, 9et la plaque d'extrémité 5. On fait ainsi parcourir à la matière le trajet en zig-sag indiqué par les flè- ches a et b sur la Fig. 2, l'effet combiné du passage à travers les tamis et du changement de direction du courant étant de rom- pre tous les nodules et d'homogénéiser ainsi la matière. Il est probable qu'en faisant passer la matière à travers un tamis et en faisant ensuite subir au courant de matière un brusque change- ment de direction, l'action d'homogénéisation s'exerce sur la matière à peu près de la manière suivante. Lorsqu'un nodule de matière est chassé à travers le tamis, il en sort sous forme d'un certain nombre de filets.
Si la matière continue alors à se dé- placer dams la direction du courant initial, ces filets tendent à se souder entre eux de manière à former de nouveau un nodule.
Toutefois, le brusque changement de direction du courant empêche cette coalescence, et les filets sont eux-mêmes divisés par le passage à travers un tamis suivant et maintenus dans cette condi- tion par le changement de direction suivant. On obtient de cette manière une homogénéisation rapide des nodules et de la matière plus fluide qui les entoure. Le diamètre progressivement crois- sant des sections transversales du conduit 13 (Fig. 2) permet au courant de matière de se détendre dans la chambre 32 où il fait prise (Fig. 1). en réduisant à un minimum toute intervention de forces susceptibles de provoquer du cisaillement.
Le calibre le plus approprié des mailles de la toile métallique dont est formé le cylindre 1 est déterminé empirique- A
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ment. Un tamis de 12 mailles par pouce a été trouvé adéquat si l'on désire obtenir une margarine relativement ferme tandis qu'un tamis additionnel de 20 mailles par pouce couvrant les trois der- nières sections du cylindre 1 s'est avéré avantageux pour obtenir une complète dispersion des stries qui se présentent dans une margarine relativement molle.
Les Figs. 3 à 6 montrent d'autres dispositions permet- tant d'atteindre le même effet que le dispositif représenté sur la Fig. 2. Dans les dispositions des Figs. 3 et 4, le cylindre en toile métallique, le tube et les chicanes de la Fig. 2 sont remplacés par des chicanes et tamis combinés montés à l'intérieur d'un tube (14 sur la Fig. 3 et 15 sur la Fig. 4), les chicanes et les tamis étant représentés en traits pleins et en traits inter- rompus, respectivement, sur ces Figures. Les trajets en zig-zag que le courant de matière réfrigérée et émulsionnée doit suivre en traversant ces installations sont représentés par les flèches c, d sur la Fig. 3 et les flèches sur la Fig. 4.
Lorsqu'il parcourt l'installation de la Fig. 5, le cou- rant est forcé de décrire les trajets en zig-zag indiqués par les flèches f et g et formés par une disposition des tamis représentés par les lignes en traits interrompus, à l'intérieur de trois tubes concentriques 16, 17 et 18. Dans la disposition de la Fig. 6 on fait passer la matière réfrigérée à travers un conduit en zig-zag 19 pourvu de tamis, représentés par les lignes en traits inter- rompus, qui y sont montés. Le parcours décrit par le courant dans cette installation est indiqué par les flèches h.
Les dispositions ci-dessus décrites ont été choisies parmi un grand nombre de dispositions possibles de tissus à mailles et d'obstacles pour soumettre à un travail mécanique le courant de matière réfrigérée et émulsionnée et pour lui imposer de brusques changements de direction. Beaucoup d'autres disposi- tions semblables utilisant des tamis et des obstacles peuvent être employées dans le cadre de la présente invention.