Appareil pour découper une masse de lait coagulé
On sait que certains fromages tels ceux dits à caillé divisé sont fabriqués industriellement dans des cuves verticales où le lait subit tout d'abord une phase de coagulation. Le coagulum ainsi obtenu est ensuite découpé en fragments qui peuvent être brassés dans le but d'aboutir à une synérèse qui provoque l'exsudation d'une quantité plus ou moins importante de sérum.
On connaît des dispositifs utilisés pour découper mécaniquement la masse de caillé remplissant une cuve ; ces dispositifs sont généralement réalisés sous forme d'un cadre rectangulaire à l'intérieur duquel sont tendus horizontalement et verticalement des lames tranchantes ou des fils. Le cadre, dont la largeur est sensiblement égale au rayon de la cuve et la hauteur égale à celle de ladite cuve, est entraîné dans un mouvement circulaire autour de l'axe géo- métrique de la cuve. On obtient ainsi un découpage sous la forme d'anneaux concentriques, ceux-ci se fragmentant ensuite d'eux-mêmes par l'affaissement du caillé coagulé en particulier dans le cas de caillés mous prévus pour l'obtention de certains fromages très caractéristiques dits à pâte molle .
Le fonctionnement de tels appareils peut entrainer la formation de remous dans la masse du caillé et par suite créer un débordement de celui-ci hors de la cuve.
Enfin il peut se produire une accumulation de fragments de caillé appelée communément bourrage devant l'outil qui s'oppose au fonctionnement normal de l'appareil.
C'est en vue de remédier à ces inconvénients que l'appareil pour découper une masse de lait coagulé comportant une cuve verticale cylindrique et une cage formée par des lames verticales est caractérisé en ce que les lames sont réparties selon des génératrices d'une surface cylindrique circulaire et solidaires à leur extrémité supérieure d'un arbre entraîné d'une part en rotation autour de son axe géométrique et, d'autre part, dans un mouvement circulaire, en sens inverse du précédent autour de l'axe de la cuve, et que les lames portent des lames horizontales réparties sur la hauteur et ayant une longueur telle que, après une rotation complète de la cage autour de l'axe de la cuve, toute la surface de la section circulaire de la cuve ait été balayée par des lames.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de l'appareil sui vant la ligne I-I de la fig. 2.
La fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne-II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une épure illustrant le fonctionnement de l'appareil.
La fig. 4 est une vue en perspective montrant les différentes lignes de coupes pratiquées dans la masse du caillé.
La fig. 5 montre en perspective un fragment de caillé obtenu par découpage.
Aux fig. 1 et 2 l'appareil est constitué par des lames 1,2,3,4,5 et 6 fixées par leur extrémité suprieure au pourtour d'une couronne 7 autour de laquelle elles sont uniformément réparties.
A leur extrémité inférieure les lames sont coudées à l'équerre et elles sont reliées à un disque central 8 de faible épaisseur.
La couronne 7 comporte trois bras 9 aboutissant à un moyeu 10 supporté par un arbre 11 qui par le moyen d'un manchon d'accouplement 12 peut être accouplé à un arbre de commande 13.
Sur chacune des lames verticales 1,2,3,... 6 sont fixés des lames horizontales 14 et dirigées radialement.
L'appareil ne comporte donc aucun arbre central susceptible de briser le caillé lors du fonctionnement de l'appareil.
L'arbre 13 tourne dans un palier 15 solidaire d'un bras 16 calé sur un arbre 17 entraîné en rotation par un moteur 18 associé à un variateur de vitesse et soutenu par une potence 19. Sur l'arbre 17 est montée fixement une poulie 20 sur laquelle passe une courroie 21 entraînant une poulie 22 calée sur l'arbre 13.
Dans une variante la transmission à courroie peut être remplacée par un entraînement à train épicycloïdal.
L'axe x-x de la cuve cylindrique 23 dans laquelle est monté l'appareil est commun avec l'axe géomé- trique de l'arbre 17.
Le bras 16 et par conséquent l'arbre 13 sont entraînés dans un mouvement rotatif de sens F (fig.
2) tandis que la poulie 22 est entraînée en rotation en sens inverse f. Le rapport de transmission est tel que l'arbre 13 effectue quatorze tours pendant une révolution du bras 16.
En se reportant aux fig. 1 à 3 on voit qu'en partant de la position d'origine O indiquée fig. 2, pour laquelle les lames 1 et 4 sont dans le plan mé dian I-I de la cuve, la lame 1 décrit une trajectoire a (fig. 3) pendant que l'arbre 13 de la cage décrit l'arc 13a de valeur égale à un quatorzième de trois cent soixante degrés, puis après un nouveau déplacement angulaire de valeur 360 /14 l'arbre 13 vient en 13b pendant que la lame 1 parcourt latrajectoire b, ensuite l'arbre 13 viendra en 13c pendant que la lame 1 effectuera la trajectoire c et ainsi de suite, la lame en fin de révolution ayant parcouru les trajectoires a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m et n.
Ces trajectoires se recoupent ainsi que le montre la fig. 3, ce qui a pour effet de partager la surface circulaire de la cuve en un ensemble de surfaces élémentaires, à côtés curvilignes telles que celles indiquées en Si, S2, S3, etc., pour les deux premières trajectoires successives a et b. Chacune des six lames 1,2,3,4,5 et 6 décrivant des trajectoires semblables à celles décrites par la lame 1, comme indiqué cidessus, il s'ensuit que les surfaces Si, S2 S12 sont elles-mêmes partagées en surfaces plus petites à côtés curvilignes ainsi qu'indiqué pour la surface S3.
La masse du caillé ainsi tranchée sur toute sa hauteur est également tranchée selon des. plans hori- zontaux définis par les lames 14 réparties en hauteur sur chacune des lames 1,2... 6.
En donnant à chacune des lames 14 une longueur au moins égale à la plus grande dimension, com- prise entre deux lignes de coupe consécutives produites par les lames verticales tel qu'il est indiqué en
Cl, C2 à la fig. 3, on est assuré qu'après une révolution complète autour de l'axe x-x, de la cage formée par l'ensemble des lames verticales la surface circulaire de la cuve aura été parcourue par les lames 14 situées à un même niveau sur les lames 1,2,3,4, 5 et 6. On peut ainsi réaliser autant de plans de coupe horizontaux qu'il y a de lames 14 sur chaque lame verticale.
En considérant un nombre déterminé de ces plans de coupe horizontaux, on peut en allongeant les lames 14 réduire le nombre de celles-ci.
C'est ainsi par exemple qu'en doublant la lon- gueur de chaque lame 14 on peut réduire de moitié le nombre de celles-ci, les lames 14 prévues pouvant alors être disposées en quinconce sur les lames verticales.
En se reportant à la fig. 4 on voit qu'après une révolution complète de la cage porte-lames autour de l'axe x-x de la cuve, le caillé est partagé en polyè- dres de dimensions pouvant être aussi réduites qu'on le désire, ces dimensions étant fonction d'une part, du nombre de rotations de la cage sur elle-même, pendant une révolution autour de l'axe de la cuve, du nombre de lames verticales et enfin du nombre de lames horizontales.
La fig. 5 montre un polyèdre A défini par la surface indiquée en So sur la fig. 4, la hauteur du polyè- dre étant égale à la distance de deux plans de coupe horizontaux.
Sur la fig. 3, on remarque que les trajectoires a, b, c,... n, sont tangentes à un cercle de rayon r définissant dans la masse de caillé un cylindre central C, ce cylindre est théorique car en réalité il est détruit par l'action de tranchage horizontal effectué par les lames 14.
En donnant à la cage un diamètre égal au rayon de la cuve 23, ce cylindre n'existe pas théoriquement.
Dans l'appareil décrit le diamètre de la cage est supérieur au rayon de la cuve pour être certain que toute la masse de caillé sera effectivement tranchée au cours de la révolution de la cage.
L'appareil décrit présente les avantages : qu'il suffit d'une seule révolution du tranche-caillé pour que la masse du caillé soit découpée ; que les lames attaquent toujours le caillé dans une direction favorable du fait que ces organes tranchants se déplacent en présentant leur profil de moindre résistance à la pénétration, de façon que les risques de formation do brisure du caillé soient réduits ;
qu'un remous négligeable se manifeste dans la masse de caillé ce qui exclut les risques de débordement hors de la cuve et permet de plus l'extraction du caillé d'un sérum très limpide et qu'en augmentant les vitesses de rotation du dispositif on peut facultativement créer dans la masse découpée du caillé, des phénomènes de convection forcée qui lors du bourrage peuvent dispenser de l'emploi d'un agitateur séparé.
Apparatus for cutting a mass of coagulated milk
It is known that certain cheeses such as those with divided curds are manufactured industrially in vertical tanks where the milk first undergoes a coagulation phase. The coagulum thus obtained is then cut into fragments which can be stirred in order to achieve syneresis which causes the exudation of a more or less large quantity of serum.
Devices are known used for mechanically cutting the mass of curd filling a tank; these devices are generally made in the form of a rectangular frame inside which are stretched horizontally and vertically cutting blades or wires. The frame, the width of which is substantially equal to the radius of the tank and the height equal to that of said tank, is driven in a circular movement around the geometric axis of the tank. A cutting is thus obtained in the form of concentric rings, the latter then fragmenting by themselves by the collapse of the coagulated curd, in particular in the case of soft curds intended for obtaining certain very characteristic cheeses called soft.
The operation of such devices can cause the formation of eddies in the mass of the curd and consequently create an overflow of the latter out of the tank.
Finally, there may be an accumulation of curd fragments commonly called jamming in front of the tool which opposes the normal operation of the appliance.
It is with a view to remedying these drawbacks that the apparatus for cutting a mass of coagulated milk comprising a vertical cylindrical tank and a cage formed by vertical blades is characterized in that the blades are distributed along generatrices of a surface. circular cylindrical and integral at their upper end with a shaft driven on the one hand in rotation around its geometric axis and, on the other hand, in a circular movement, in the opposite direction to the previous one around the axis of the tank, and that the blades carry horizontal blades distributed over the height and having a length such that, after a complete rotation of the cage around the axis of the tank, the entire surface of the circular section of the tank has been swept by blades.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a vertical section of the apparatus along the line I-I of FIG. 2.
Fig. 2 is a horizontal section taken along line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a sketch illustrating the operation of the device.
Fig. 4 is a perspective view showing the different cut lines made in the mass of the curd.
Fig. 5 shows in perspective a fragment of curd obtained by cutting.
In fig. 1 and 2 the apparatus consists of blades 1,2,3,4,5 and 6 fixed by their upper end to the periphery of a ring 7 around which they are uniformly distributed.
At their lower end the blades are bent at a square and they are connected to a central disc 8 of small thickness.
The crown 7 comprises three arms 9 leading to a hub 10 supported by a shaft 11 which by means of a coupling sleeve 12 can be coupled to a control shaft 13.
On each of the vertical slats 1, 2, 3, ... 6 are fixed horizontal slats 14 and directed radially.
The apparatus therefore does not include any central shaft liable to break the curd during operation of the apparatus.
The shaft 13 rotates in a bearing 15 integral with an arm 16 wedged on a shaft 17 driven in rotation by a motor 18 associated with a speed variator and supported by a bracket 19. On the shaft 17 is fixedly mounted a pulley. 20 over which passes a belt 21 driving a pulley 22 wedged on the shaft 13.
In one variant, the belt transmission can be replaced by a planetary gear drive.
The x-x axis of the cylindrical vessel 23 in which the apparatus is mounted is common with the geometric axis of the shaft 17.
The arm 16 and therefore the shaft 13 are driven in a rotary movement in direction F (fig.
2) while the pulley 22 is rotated in the opposite direction f. The transmission ratio is such that the shaft 13 makes fourteen turns during one revolution of the arm 16.
Referring to fig. 1 to 3 we see that starting from the original position O indicated in fig. 2, for which the blades 1 and 4 are in the median plane II of the tank, the blade 1 describes a trajectory a (fig. 3) while the shaft 13 of the cage describes the arc 13a of value equal to a fourteenth of three hundred and sixty degrees, then after a new angular displacement of value 360/14 the shaft 13 comes to 13b while the blade 1 travels the path b, then the shaft 13 will come to 13c while the blade 1 will perform the trajectory c and so on, the blade at the end of revolution having traversed the trajectories a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m and n.
These trajectories overlap as shown in fig. 3, which has the effect of dividing the circular surface of the tank into a set of elementary surfaces, with curvilinear sides such as those indicated in Si, S2, S3, etc., for the first two successive paths a and b. Each of the six plates 1,2,3,4,5 and 6 describing trajectories similar to those described by the plate 1, as indicated above, it follows that the surfaces Si, S2 S12 are themselves divided into more surfaces small with curvilinear sides as indicated for surface S3.
The mass of the curd thus cut over its entire height is also cut according to. horizontal planes defined by the slats 14 distributed in height on each of the slats 1, 2 ... 6.
By giving each of the blades 14 a length at least equal to the largest dimension, comprised between two consecutive cutting lines produced by the vertical blades as indicated in
Cl, C2 in fig. 3, it is ensured that after a complete revolution around the axis xx, of the cage formed by all the vertical blades, the circular surface of the tank will have been traversed by the blades 14 located at the same level on the blades 1,2,3,4, 5 and 6. It is thus possible to produce as many horizontal cutting planes as there are blades 14 on each vertical blade.
By considering a determined number of these horizontal cutting planes, it is possible by lengthening the blades 14 to reduce the number of these.
Thus, for example, by doubling the length of each strip 14, the number of the latter can be reduced by half, the blades 14 provided then being able to be arranged staggered on the vertical strips.
Referring to fig. 4 we see that after a complete revolution of the knife cage around the axis xx of the tank, the curd is divided into polyhedra of dimensions which can be as small as desired, these dimensions being a function of 'on the one hand, the number of rotations of the cage on itself, during a revolution around the axis of the tank, the number of vertical blades and finally the number of horizontal blades.
Fig. 5 shows a polyhedron A defined by the area indicated at So in FIG. 4, the height of the polyhedron being equal to the distance of two horizontal cutting planes.
In fig. 3, we notice that the trajectories a, b, c, ... n, are tangent to a circle of radius r defining in the mass of curd a central cylinder C, this cylinder is theoretical because in reality it is destroyed by the horizontal slicing action performed by the blades 14.
By giving the cage a diameter equal to the radius of the tank 23, this cylinder does not exist theoretically.
In the apparatus described, the diameter of the cage is greater than the radius of the tank in order to be certain that all the mass of curd will be effectively sliced during the revolution of the cage.
The apparatus described has the advantages: that a single revolution of the curd slicer is sufficient for the mass of the curd to be cut; that the blades always attack the curd in a favorable direction owing to the fact that these cutting members move with their profile of less resistance to penetration, so that the risks of formation of breaking of the curd are reduced;
that a negligible swirl occurs in the mass of curd which excludes the risk of overflowing out of the tank and also allows the extraction of the curd from a very clear serum and that by increasing the rotational speeds of the device one can optionally create in the cut mass of the curd, forced convection phenomena which during stuffing can dispense with the use of a separate stirrer.