Brevet FR2305936A1 — publié le 19761029

La présente invention concerne un procédé et une installation pour couper, c'est-à-dire séparer ou découper suivant une forme, des produits alimentaires, notamment pour la fabrication de produits de boulangerie, de pâtisserie ou de biscuiterie. Lors de la fabrication de produits alir mentaires, notamment de produits de cuisson, il est généralement nécessaire, en vue d'un traitement ultérieur ou de l'emballage, que le produit alimentaire présente une forme extérieure déterminée. La mise en forme sur la masse de pâte non encore cuite, ou encore sur la masse de pate cuite s'effectue généralement b l'aide d'un couteau ou d'une matrice de découpe pour lui donner la forme voulue. L inconvénient de ce procédé de découpe est que, pendant la coupe, la zone de séparation de la pâte est comprimée ce qui est gênant notamment lorsqu'on découpe de la pâte de biscuit, déjà cuite mais encore humide ; en effet, cette pâte légère et molle se déforme fortement pendant la coupe.Un autre inconvénient de ce procédé est que la pate s'accroche sur les couteaux ou les matrices de découpe ; il faute dans ces conditions, nettoyer en permanence, ce qui est onéreux. Les vitesses de découpe que l'on peut atteindre actuellement ne sont pas satisfaisantes car ces vitesses dépendent essentiellement du type de produit alimentaire que l'on veut couper. La présente invention a pour bu de créer un procédé et des installations du type ci-dessus, permet~ tant de remédier aux inconvénients mentionnées. - A cet effet, la présente invention concerne un procédéXcaractérisé en ce qu'on découpe le produit alimentaire à l'aide d'un faisceau laser et on dirige un jet de gaz protecteur sur le point de coupe, ce jet ayant une direz tion et une intensité telles que le produit alimentaire vaporisé par le faisceau laser soit soufflé hors de la zone de coupe. Gracie à l'invention, on réalise une coupe sans contact qui est ainsi très intéressante du point de vue hygiénique ; lors de cette coupe, il n'y a aucune compres- sion du produit alimentaire dans la zone de coupe. L'énergie du faisceau laser vaporise le produit alimentaire dans la zone de coupe grâce au jet de gaz protecteur prévu selon l'invention, les produits vaporisés sont soufflés hors de la zone de coupe. De cette façon, on obtient que le produit alimentaire vaporisé ne se colle pas sur les surfaces de coupe. On obtient ainsi, non seulement une coupe parfaitement propre, mais également parfaitement plane et nette. De façon préférentielle, on utilise, selon l'invention, un faisceau laser crée par un laser C02 qui fournit un faisceau laser continu. Il est particulièrement intéressant d'utiliser comme gaz protecteur un gaz inerte, et notamment de l'azote. On obtient des résultats de coupe particulièrement favorables si le jet de gaz est éjecté coaxialement au faisceau laser et présente une pression de l'ordre de 1 à 12 bars, et de préférence 3 à 7 bars. Grâce à l'utilisation d'azote sous forte pression, on évite toute brasure des surfaces de coupe, ce qui est très avantageux lorsqu'on coupe des gaufrettes. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de diverses installations de mise en oeuvre du procédé, représentées schématiquement à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessue d'un exemple de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention - la figure 2 est une vue de côté (flèche A) de l'installation représentée à la figure 1 ; - la figure 3 représente une autre installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. A la figure 1, la référence 10 se rapporte à un four représenté schématiquement, et qui sert à cuire en continu de la pâte de biscuit. La pâte de biscuit sort du four 10 sous la forme d'un cordon de section rectangulaire portant la référence 11, suivant la direction de la flèche 12. Ce cordon sort en continu. Le dispositif selon la figure 1 comporte une installation de guidage portant globalement la référence 13 mobile transversalement par rapport à la direction d'avance 12 des produits de cuisson ; cette installation de guidage porte au moins une tête de coupe 14 d'une installation à laser 15. L'installation de guidage 13 est réalisée sous forme de chariot 16 qui enjambe le cordon de produit de cuisson 11 et qui se déplace sur des rails 17 en étant entrané en synchronisme avec la vitesse d'avance du cordon de produit 11 par une unité d'entrainement non représentée en détail. La tête de découpe à laser 14 est reliée, de façon coulissante, à la poutre transversale 16a du chariot 16. Pour des raisons de simplification, les organes d'entraînement à moteur de la tête de découpe, ne sont pas représentés en détail. L'installation à laser 15 comporte un générateur de faisceau laser 18 prévu à côté du four 10. L'orifice de sortie 19 du faisceau laser est dirigé sur les miroirs de renvoi 20, 21 en direction de l'installation de guidage 13. La tête de découpe à laser 14 est, en outre, reliée par une conduite 22 à une source de gaz protecteur 23 assurant l'alimentation en gaz protecteur, de préférence en azote. Les rouleaux qui supportent le cordon de produit de cuisson 11 et qui, dans ce cas, est constitué par de la patte de biscuit cuite, portent la référence 24. Il est possible, de façon avantageuse, de découper des morceaux de pUte 25 d'une dimension déterminée, par rapport au cordon 11, à l'aide de l'installation particulièrement avantageuse pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, selon les figures 1 et 2. Pour cela, le chariot 16 est déplacé en synchronisme avec le cordon 11, dans la direction de déplacement 12, et en même temps, la tête de découpe 14 se déplac perpendiculairement à la direction de déplacement 12, dans la direction de la flèche 26. Pendant cette opération, il est clair que le laser 18 est mis en oeuvre, de sorte que le faisceau laser, qui est dévié par les miroirs 20 et 21, sort de la tête de découpe 14 dans la direction de la flèche 27. De cette façon, le rayon laser est déplacé perpendiculairement à la -direction d'avance 12 pour couper la pâte de biscuit. En même temps, un jet de gaz inerte est dirigé sur la zone de coupe par la tête de coupe 14 ; ce jet de gaz inerte a une intensité et une direction telles que la pâte de biscuit vaporisée par le faisceau laser, soit soufflée hors de la zone de coupe. On obtient ainsi une coupe sans contact, dont les deux surfaces de coupe sont parfaitement lisses et sont distantes l'une de l'autre. A la figure 3, on a représenté un autre exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans cette figure; on a utilisé les mêmes références pour désigner les organes analogues à ceux de la figure 1. Dans ces exemples de réalisation, l'installation de guidage 13 comporte une poutre 30 qui enjambe le cordon de produit 11 et se déplace à vitesse d'avance constante 12 ; l'axe longitudinal 31 de la poutre fait un certain angle prédéterminé 32 par rapport au cordon de produit 11. Une tête de découpe à laser14 est prévue sur la poutre 30, et elle se déplace suivant une vitesse de coupe prédéterminée dans la direction de l'axe longitudinal 31 ; cette tête de découpe à laser est réalisée comme dans l'exemple des figures 1 et 2. Dans cet exemple, la coupe qui est perpendiculaire à la direction d'avance 12 se produit de façon que l'angle 32 de la vitesse d'avance du cordon de produit 11, ainsi que de la vitesse de coupe de la tête de coupe à laser 14, soient déterminés l'un en fonction de l'autre.Par des variations correspondantes des paramètres ci-dessus, on peut également réaliser des coupes qui ne sont pas perpendiculaires à la direction d'avance, par exemple comme cela est indiqué en tiretés à la figure 3. Dans cette installation, le générateur laser 18 est monté fixe et le rayon laser est dévié par des miroirs de renvoi 20, 21, de façon analogue à ce qui a été décrit en relation avec les figures 1 et 2. les exemples de réalisation représentés aux figures 1 à 3 servent essentiellement à la découpe de mo- ceaux déterminés par rapport à un cordon de produits alimentaires ces morceaux étant envoyés a un poste de traitement. A titre d'exemple, cette découpe est nécessaire pour la fabrication de biscuits, car on dépose plusieurs tels morceaux distincts 25 pour former un biscuit à plusieurs couches. Entre les diverses couches 25, on peut introduire une garniture, le cas échéant. L'invention s'applique non seulement à la simple découpe, mais permet, également, de découper des formes dans des produits alimentaires, notamment des gtteaux, et cela de façon avantageuse. Un dispositif de ce type se compose avantageusement, selon l'invention, d'une installation à laser constituant un outil de coupe et montée sur une machine de guidage suivant les coordonnées, équipée d'une commande correspondante t la tête de découpe est déplacée en fonction des signaux de sortie d'une commande suivit des coordonnées. Le procédé selon l'invention s 'applique de façon particulièrement avantageuse pour des produits alimentaires qu'il fallait séparer ou couper à la forme pour les traitements ultérieurs ou l'emballage, comme cela est, par exemple, le cas dans la fabrication des gåteaux ci-dessus, dans la fabrication de plats, de cakes, de pain de longue conserva~ tion, de pain dur, de barres de nougat, de barres de massepain etc... La présente invention s'applique également de façon avantageuse pour réaliser des découpes à la forme. Cela signifie que l'on peut découper des formes ou des figures déterminées dans une masse de pdte ou de produits alimentaires, brute ou à l'état terminé (cuit) ; cela est par exemple le cas de figurines en chocolat ou de figurines cuites. Dan8 tous ces cas d'aplication, on obtient une coupe plus avantageuse que selon les procédés connus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variaatgs, sans pour cela sortir du-cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé pour couper ou découper, en vue de séparer ou de couper suivant une forme, des produits alimentaires, notamment pour la fabrication de gåteaux ou p & isse rie, procédé caractérisé en ce qu'on découpe le produit alimentaire à l'aide d'un faisceau laser et on dirige un jet de gaz protecteur sur le point de coupe, ce jet ayant une direction et une intensité telles que le produit alimentaire vaporisé par le faisceau laser soit soufflé hors de la zone de coupe. 2 ) Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que le faisceau laser est un laser C02, créant un faisceau laser continu. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz de protection est un gaz inerte, de préférence de l'azote. 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz de protection s'écoule coaxialement au faisceau laser et présente une pression de l'ordre de 1 à 12 bars, et de préférence de 3 à 7 bars. 50) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, notamment pour découper un cordon de produit de cuisson sortant en continu d'un four, dispositif caractérisé par une installation de guidage (13) mobile transversalement à la direction d'avance (12) des produits de cuisson, et portant au moins une tête de découpe (14) d'une installation laser (15). 60) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'installation de guidage (13) est réalisée sous forme de chariot (16) enjambant le cordon de produit de cuisson (11) et se déplaçant en synchronisme avec le cordon (11), ce chariot portant le chemin transversal (16') pour la tête de découpe laser (14) montée de façon coulissante. 70) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'installation de guidage (13) est formée par une poutre (30) qui enjambe le cordon de produit (11) en se déplaçant suivant une vitesse d'avance constante, et en ce qu'en outre, l'axe longitudinal (31) de la poutre fait un certain angle (32) par rapport au cordon de produit (11), la poutre (30) portant une tête de découpe raser (14) mobile avec une vitesse de découpe prédéterminée dans la direction de l'axe longitudinal (31) de la poutre (30) et en ce qu'en outre, la valeur de l'angle (32), la vitesse d'avance et la vitesse de coupe sont déterminées les unes par rapport aux autres pour que la ligne de coupe soit perpendiculaire à la direction d'avance du cordon de produit (11). 80) Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que l'installation laser (15) comporte un générateur de faisceau laser (18) fixe, dont l'orifice de sortie du faisceau laser (19) est dirigé sur des miroirs de renvoi (20, 21) prévus sur l'installation de guidage (13). 90) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, notamment pour découper des produits de boulangerie ou de pâtisserie, suivant une certaine forme, installation caractérisée en ce qu'elle se compose d'une machine de guidage en coordonnées et d'une installation de commande correspondante, et d'un outil de coupe constitué par une installation laser dont la tête de coupe est mobile en fonction des signaux de sortie de l'installation de commande en coordonnées.