Brevet FR2462243A1 — publié le 19810213

L'invention se rapporte à un procédé de découpe de produits tels que fruits et légumes présentant une structure à la fois délicate et fibreuse,notamment comme certaines espèces d'ananas ainsi qu'aux appareils de mise en oeuvre du procédé. La demande constante dans l'industrie alimentaire de produits prets à etre consommés ou à etre présentés sous des formes bien définies - souvent normalisées,rend nécessaire la découpe de produits plus ou moins fragiles qui ne peuvent etre manipulés qu'avec soin et précision. Meme dans le cas de fruits de bonne tenue comme l'ananas le fait de présenter une chaire non homogène impose des modes de découpe et limite la variété des formes de présentation. En particulier lorsque la chaire de l'ananas présente une structure dont la quantité de la partie fibreuse dépasse un certain seuil ou présente des répartitions de fibres non prévisibles, comme c'est le cas de différentes variétés africaines, certaines découpes deviennent interdites en raison de la destruction qu'elles provoquent aussi bien du fait de la ténacité de la fibre que de la variation de résistance à la découpe subie par l'outil. Dans ces cas meme l'utilisation de machines de découpe perfectionnées et spécialement conçues pour la préparation de fractions de tranches dites "tidbits" utilisées notamment en patisserie, ne peut convenir. Ainsi dans le cas de certaines espèces d'ananas de valeur mais présentant des structures fibreuses relativement fortes et ou hétérogènes ainsi qu'une chaire à grandes cellules entourée d'une membrane cellulosique fragile on constate que quels que soient les types de couteaux utilisés sur les machines les plus perfectionnées adaptées à la découpe d'ananas à structure relativement homogène comme les variétés américaines, qu'il s'agisse de couteaux circulaires, mobiles ou stables, ces couteaux butent sur les fibres en arrachant, déformant et faisant éclater un nombre de cellules si important en profondeur que le produit découpé perd toute valeur et se transforme en déchets, les lésions provoquées en surface étant de surcroit inesthétiques. L'objet de l'invention est un procédé de découpe de tous fruits et légumes dont les structures sont tout à la fois délicates et fibreuses selon lequel on amène ces produits par simple guidage et poussée en regard d'un outil de découpe, la découpe s'effectuant par au moins une lame dentée fine et vibrant longitudinalement dans son plan, ce plan étant parallèle au déplacement relatif des produits et de la lame. L'expérience montre que quelle que soit la structure fibreuse rencontrée, compacte ou dispersée, régulière ou non, à fibres fines ou fortes mélées à des cellules petites à enveloppe cellulosique forte ou à des cellules grandes à enveloppe cellulosique faible, la découpe est parfaitement nette dès que la fréquence est de l'ordre de 25 à 70. Hertz , la fréquence étant d'autant plus élevée que le produit est fragile et d'autant plus basse qu'il est dur et compact. Bien que les lames dentées peuvent être de tout type compatibles -avec le produit à découper on peut utiliser , de préférence et notamment pour les ananas, des lames à lunules fines, la dimension des lunules pouvant être avantageusement de l'ordre de 3 mm afin de réduire le débattement des lames à des valeurs inférieures à 2 mm. Toutefois, on obtient déjà d'excellents résultats de finesse de découpe, de glaçage des parois des volumes découpés, ainsi que des angles nets, -avec des couteaux dont les lunules standard sont de 8 mm avec un débattement de l'ordre de 4 mm. Ces avantages sont en outre associés à une vitesse de pénétration des couteaux supérieure aux vitesses de pénétration des lames de découpe usuelles non animées d'un mouvement vibratoire. On parvient ainsi en utilisant par exemple une fréquence de 50 Hertz et en dépit de la ténacité des fibres qu'ils contiennent à découper sans déchets des ananas de toutes origines et notamment des ananas présentant à la fois une structure fibreuse importante et une chaire composée de cellules délicates de grande dimension et d'une enveloppe cellulosique de faible épaisseur. Un autre objet de l'invention est d'améliorer encore la présentation des morceaux découpés par un accroissement de la vitesse de coupe sans accroître la puissance du dispositif vibrateur uti lisé en découpant l'ananas en au moins deux parties après extraction du coeur fibreux puis en procédant au découpage simultané de plusieurs portions d'une seule des deux parties en utilisant des lames dont l'épaisseur est de l'ordre de 0,4 mm et animées d'un mouvement vibratoire. L'expérience montre que l'on peut alors effectuer toute découpe d'éléments prismatiques ou cylindriques de toute section sans perte intempestive de jus, la décomposition obtenue en opé- rant les découpes simultanées sur une seule des parties-évitant tout écrasement pouvant résulter de la multiplicité et des épais- seurs des lames sans pour autant laisser au tissu fibreux un degré de liberté suffisant pour s'accrocher aux lames de découpe et détruires les cellules voisines. Un autre objet de l'invention est un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins un moyen de chargement longitudinal poussoir, un chemin de guidage du produit à découper, un ensemble des lames de découpe parallèles au sens d'avancement des produits et animées d'un mouvement vibratoire, un moyen de guidage latéral desdites lames, un moyen de réception des écoulements au dessous de l'ensemble de découpe et un moyen de séparation entre les découpes opérées dans le produit et les découpes opérées à la périphérie de celui-ci donnant lieu à des morceaux de formes diverses. Toutes les lames étant parallèles au -sens d'avancement du produit, quelles que soient leurs orientations, le dispositif peret de réaliser des découpes conformément au procédé exposé. D'autres objets et avantages ressortiront de la description suivante faite en référence aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention et l'une de ses variantes. Sur les dessins la figure 1 est une vue schématique générale en perspective d'un dispositif à chargement automatique de demi tranches d'ananas la figure 2 la vue schématique en élévation du moyen de chargement la figure 3 la vue schématique en élévation du logement des lames vibrantes la figure 4 la représentation schématique de l'ensemble des lames vues selon une direction parallèle à l'avancement la figure 5 la vue schématique en élévation des moyens de sélection et d'évacuation des morceaux découpés la figure 6 la vue schématique d'une variante de l'ensemble des lames représenté figure 4-dans le cas où l'on désire des découpes en cubes la figure 7 une vue schématique en perspective du dispositif de la figure 6 et la figure 8 la vue en plan d'un dispositif de fixation d'un couteau. L'invention ne concernant pas les moyens de commande de l'alimentation ou de commande de la mise en vibration des lames on n'a représenté figure 1 que la tige 1 d'un vérin destiné à solliciter, par la te poussoir 2, des produits tels que 3 alimentés dans le couloir semi-cylindrique 4. Le poussoir 2 peut se présenter sous la forme d'une partie semi-cylindrique de section similaire à celle des produits. Un barillet 5 dont les cylindres 6 sont disposés autour de l'axe 7, amène les produits 3, introduits dans le cylindre 6 en regard du couloir 4, jusqu'à une position en regard du poussoir 2. Le synchronisme des commandes de rotation du barillet 5 et du mouvement alternatif de la tige 1 peut-etre assuré par tout moyen et de ce fait ne figure pas sur le dessin. Lors du déplacement de la tige 1 dans un cylindre 6, la tête poussoir 2 repousse l'extre- mité arrière du produit 3 de sorte que 1' e-xtrémité avant arrive en contact avec une première lame de découpe 8 figure 3 et 4 animée d'un mouvement vibratoire longitudinal et dont le rôle est de découper la partie supérieure du produit. Cette lame peut etre utilisée soit pour la seule découpe d'un produit en deux parties, l'une contenant le coeur fibreux d'un ananas par exemple, l'autre partie étant pratiquement tangente au coeur.Elle peut aussi être utilisée indépendamment de cette découpe pour préparer la surface supérieure du produit de façon que toute découpe par les lames suivantes interceptent cette surface supérieure en créant des arêtes nettes valorisant ainsi le produit découpé. A mesure que le produit pénètre dans l'ensemble 9 figure 1, il est soumis à l'action simultanée des lames, toutes parallèles au sens d'avancement du produit qui de préférence a déjà reçu une forme similaire à celle du produit représenté en 3 dans le couloir 4, le coeur fibreux ayant été de préférence retiré pour laisser une cavité au moins partiellement cylindrique 10. A la sortie de l'ensemble 9 les morceaux ainsi découpés tombent au moyen d'un déflecteur approprié sur le couloir transporteur 12, les morceaux périphériques découpés étant déviés sur le couloir 13. Bien que le bâti de l'ensemble du dispositif puisse être quelconque on utilise de préférence des montants tels que 14 pour supporter les moyens d'alimentation et des supports distincts 15 pour le montage de l'ensemble comprenant à la fois des lames de découpe et leurs moyens de commande. Dans l'exemple des moyens d'alimentation,representé figure 2, un simple écrou 17 sert de butée réglable sur l'extrémité filetée 18 de la tige 1. La plaque 19 perforée en son centre sert de guidage à la pénétration de la tige 1 dans le couloir 16 et l'extrémité filetée 20 de la tige 1 sert à fixer la position du piston à ailettes 21 figure 3. Lorsque le dispositif est pourvu d'une alimentation à barillet 5, ce dernier est monté en regard de la flèche 22 figure 2 c'est-à-dire immédiatement en avant du dispositif 9. Pour la clarté du dessin on a supposé que le produit a été alimenté sans barilletpar exemple directement pas le piston 21 figure 3 celui-ci étant représenté en fin de course et actionné manuellement ou non. La commande de la lame de découpe 8 a été schématisée en 23 sous la forme d'un vibreur alimenté en courant par les fils 24. Un guide poussoir 25 figure 2, de forme appropriée, permet d'éviter tout contact du piston 2 et de la lame 8. Le produit à découper est ainsi constamment retenu dans sa partie supérieure avant et après passage sous la lame 8 d'une part par le guide 25 d'autre part par une cloison 26 servant aussi de plancher à la partie découpée supérieure et destinée à etre dirigée sur le couloir 13 des déchets. Des colliers démontables 27, fixés aux montants 15 servent à maintenir les guides 28 et les couvercles 29, les boulons 30 assurant en outre le montage de l'ensemble 31 servant au guidage latéral des lames de découpe telle que 32 par exemple. Cette lame portée par le clip individuel 33 vibre sous l'effet de son vibreur 34 auquel il est relié par la vis 35 servant aussi de moyen de fixation à un soufflet 36 dont la partie inférieure est rendue solidaire, et de fanon étanche, d'un plancher 37, les parties supérieures et inférieures du soufflet étant maintenues au moyen des écrous 38. Le jus pouvant tomber sur le plancher 37 sdcoule donc par le trou 39 pratiqué dans un des montants 15 afin de récupérer la totalité du jus résultant de la découpe et d'éviter tout écoulement sur les vibreurs. Les clips de fixation des lames telles que 32 et qui ont été représentées dans leur ensemble figure 4, sont semblables à celui représenté figures 3 et 8. Le fermoir 69 articulé sur l'axe de serrage 70 comprend à son extrémité opposée une encoche 71 destinée à recevoir un tenon 72 solidaire de la vis 73 et à etre ainsi verrouillé par celui-ci par simple manoeuvre du bouton moleté 74. Ce bouton entraRne la vis 75 de pas de sens inverse à celui de la vis 73 de sorte que l'enfoncement de la vis 75 dans le corps de fixation 76 entraîne le retrait du tenon 72 et inversement. Un ergot 77 monté sur le poussoir permet sa manoeuvre après recul du tenon 72 afin de retirer ou de monter la lame 32. Celle-ci est ainsi rendue solidaire du vibreur 34 par la vis 35 fixée dans le corps 76 du clip lorsque le tenon 72 a été enfonce contre l'encoche 71 et une lunule de la lame 32 dont la partie arrière vient s'appuyer sur le rebord 78 du clip 33. Un tel verrouillage se révèle efficace en dépit du mouvement vibratoire l'utilisation des vis à pas i-nversé-évitant tout desserrage. Dans 1 'exemple du montage de la figure 4 les vibreurs 40 sont répartis le long d'arcs de cercles 41,42,43 de façon que les extrémités des lames 44 se présentent radialement comme la lame 32 dans une série d'encoches 45 d'un guide 46. Ces lames, fixées aux vibreurs 40 par les clips 47 démontables semblables à 33, vissés sur les filetages 48, peuvent être aisément retirées au moyen des boutons 49. Les lames peuvent être maintenues par des supports rigides 50 eux-mêmes guidés latéralement dans les rainures formées entre les éléments de guidage latéral 51. Lorsque le poussoir 2 atteint sa position extrême, et que le produit est totalement découpé on évite tout contact entre lames de découpe et poussoir 2 par la forme même de son extrémité avant qui présente une série d'ailettes 52 figure 3 entre lesquelles peuvent se débattre les lames 32 ou 44. Après découpe, la tige 1 est rarnenée en arrière pour une nouvelle alimentation au cours de laquelle une opération identique se déroule, les déchets supérieurs provenant de la lame de découpe 8 étant refoulés du plancher 26 au couloir d'évacuation 13 en raison de la forme donnée au couvercle 29 tandis que les produits découpés sous forme de morceaux normalisés, connus souvent sous le nom de "tidbits" tombent dans le couloir 12 en raison du moyen de déviation 53. ll va de soi que les produits 3 peuvent être introduits après découpage préalable en tranches, ces tranches étant obtenues par déplacement du produit vers une série de lames de même type et parallèlement à celle-ci mais perpendiculairement à la longueur du produit. De meme, le coeur fibreux peut-être retiré par une lame épOu- sant une surface au moins partiellement cylindrique, le produit étant déplacé par rapport à la lame parallèlement à l'axe de la surface cylindrique. Dans le cas de la variante de 1 'ensemble de découpage retiré senté figure 6 c'est l'eiisemble des lames dentées 54 qui est sollicité par un ìntme support 55 au moyen de tout dispositif communiquant un mouvement vibratoire à la transmission 56. Comme précé demment, ces lames sont guidées par un peigne 5 8 . Un autre jeu de lames dentées 59 dont les extremités pénètrent dans le guide lames 60 fractionnent le produit perpendiculairement au fractionnement effectué par l'autre série de larnes et disposées de préférence à faible distance de celles-ci. Les lames 59 sont animées simultanément par la transmission 61. Conformément à la première variante on retrouve figure 7 un guide 62 équipé d'ailettes pour le guidage d'un poussoir semblable au poussoir de la figure 1 mais comportant des ailettes adaptées au guidage latéral des lames. De cette manière l'extrémité du produit est efficacement guidée lors de 1 'attaque du groupe de lames 59 puis 54. Afin d'éliminer les parties périphériques du produit voisines du coeur et celles attenant au contour externe, on place au delà des lames 54 un déflecteur 63 formé d'une tole repliée dont la section perpendiculaire à l'avancement des produits épouse la forme du contour 64, un déflecteur central 65 séparant les parties découpées voisines du coeur. Ainsi les cubes obtenus par les découpes des lames 54 et 59 sur des produits déjà découpés en tranches passent dans l'espace compris entre les déflecteurs 63 et 65 pour déboucher en 66 tandis que les déchets périphériques extérieurs au déflecteur 63 sont rejetés en 67 et les déchets centraux en 68. Bien que l'on n'ait décrit qu'un mode de réalisation du dispositif et l'une de ses variantes, il est clair que l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant d'autres types de découpes ou en utilisant des mécanismes vibrateurs utilisant la rotation de masselotes excentrées. De même, les lames peuvent, comme on l'a exposé, effectuer des découpes de formes partiellement circulaires et non planes les lames glissant le long de leur surface au cours de leur mouvement vibratoire. Le procédé s'applique non seulement aux diverses variétés d'ananas mais à tous fruits et légumes, ou tous produits carnés ou gélifiés, le produit pouvant rester immobile et les lames de découpe être déplacées vers les produits. HEVFNDICATIONS 10) Procédé de découpe de produits susceptibles de présenter des structures à la fois délicates et fibreuses tels que notamment fruits, légumes, produits carnés ou gélifiés, caractérisé en ce que l'on effectue un déplacement relatifs du produit à découper et d'au moins une lame à denture fine animée dans son plan d'un mouvement vibratoire longitudinal, le plan de la lame étant parallèle au déplacement relatif de celle-ci et du produit, la fréquence de la lame étant de l'ordre de 25 à 70 Hertz et étant d'autant plus élevée que le produit contient une partie fragile mélée à une structure fibreuse et d'autant plus basse que le produit est dur et compact quelle que soit sa structure fibreuse. 20) Procédé tel que revendiqué en 1 selon lequel les moyens de découpe sont formés de lames dentées en forme de lunules dont l'espacement des dents est de l'ordre de 3 à 8 mm pour un débattement de l'ordre de 2 à 4 mm. 30) Procédé de découpe tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 et 2 selon lequel on procède au découpage simultané de plusieurs parties du produit au moyen d'un ensemble de lames dentées après découpe préalable d'au moins une partie du produit de telle sorte que les lames de coupe débouchent sur la partie préalablement découpée. 40) Procédé tel que revendiqué en 3 selon lequel la découpe préalable d'une partie du produit s'effectue, dans le cas où le produit présente un coeur fibreux, à un niveau où la découpe est tangente au coeur fibreux et en procédant avant toute autre découpe à l'extraction dudit coeur fibreux. 50) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 3 et 4 selon lequel les découpes multiples s'effectuent par groupes de lames dentées dont les lignes de dents sont contenues dans un plan perpendiculaire au déplacement relatif du produit et des lames. 60) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 5 selon lequel les mouvements de vibration de lames non parallèles s'effectue au moyen de dispositifs de commande distincts. 70) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 selon lequel on guide à la fois les extrémités des lames et le produit. 80) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 4 à 7 selon lequel la découpe réalisée selon la revendication 4 est suivie d'une seconde découpe préalable conforme à celle de la revendication 1 et dans un sens perpendiculaire à celles des découpes ultérieures. 90) Dispositif de mise en oeuvre du procédé revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de guidage du produit parallèle à un moyen de sollicitation du produit vers le moyen de découpe, au moins un moyen de guidage du moyen de découpe parallèle au déplacement relatif du produit par rapport au moyen de découpe, et au moins un dispositif sollicitant le moyen de découpe dans un mouvement vibratoire longitudinal. 100) Dispositif tel que revendiqué en 9 dont les lames non parallèles sont amovibles et animées par un vibreur individuel. 110) Dispositif tel que revendiqué en 9 dont les lames parallèles sont animées par un même moyen vibrateur. 120) Dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 10 et 11 dont les lames amovibles sont fixées au dispositif vibratoire au moyen d'un clip comprenant au moins un tenon de blocage de la lame et de son fermoir au moyen d'un dispositif de commande à vis à pas inversés. 130) Dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 9 à 12 dont les lames sont guidées latéralement de part et d'autre de la partie de la lame en contact avec le produit. 140) Dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 9,10,12 et 13 dont les lames convergent vers un point central. 150) Dispositif tel que revendiqué en 14 dont le moyen de découpe comprend en outre une lame de même niveau qu'un moyen de séparation situé au dessus de l'ensemble des lames radiales pour séparer la partie découpée supérieure des parties découpées par les lames radiales. 160) Dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 9 à 15 dont le moyen sollicitant le produit est un poussoir dont la tête comprend des rainures pour le passage des lames ayant achevé la découpe des produits. 170) Dispositif tel que revendiqué en 11 comportant deux jeux de lames perpendiculaires entre eux et un séparateur dont le profil de la section coïncide-avec le contour des parties découpées à la périphérie du produit entraînant le rejet desdites parties périphériques. 180) Dispositif tel que revendiqué en 17 comportant en outre un séparateur de même contour que la partie découpée supérieure et centrale du produit entraînant la séparation et le rejet de ces parties au delà des autres parties découpées. 190) Dispositif tel que revendiqué en 17 et en 18 dont les séparateurs des parties périphériques découpées et parties centrales et supérieures forment un même pièce. 200) Dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 9 à 19 dont les montants des supports des ensembles de lames de découpe sont indépendants des montants supportant les dispositifs d'alimentation et dévacuation des produits.