Brevet FR2672840A1 — publié le 19920821

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DECOUPER UN PRODUIT OU UNE PREPARATION ALIMENTAIRES, NOTAMMENT UN FROMAGE SELON DES TRANCHES DE MASSE CONSTANTE L'invention concerne un procédé perfectionné, apte à permettre la découpe de produits et/ou de préparations alimentaires, et notamment de morceaux de fromage selon des tranches de poids constant Elle concerne également le dispositif destiné a permettre la mise en oeuvre de10 ce procédé. Depuis quelque temps déjà, les fromages, et notam- ment les fromages à pâte pressée cuite, sont commercia- lisés sous la forme de tranches emballées sous vide ou15 sous atmosphère neutre, selon différentes catégories de poids, typiquement 100 g, 220 g, etc Ceci est parti- culièrement vrai pour les différents types de gruyère, Comté, Emmental, Beaufort, etc D'un point de vue pratique, les grandes surfaces, et à un degré moindre, les commerçants souhaitent dispo- ser de tranches de poids constant, notamment pour rédui- re au maximum le temps perdu en gestion du prix, celui- ci étant bien entendu fonction du poids Par ailleurs,25 c'est généralement le producteur des tranches qui, pour ces grandes surfaces notamment, emballe les produits sous la marque de distribution avec le prix et le poids imprimés sur lesdits emballages Ces derniers sont donc également demandeurs de tranches de poids constant. Or, il s'avère que pour un certain nombre de froma- ges, et notamment l'Emmental, un nombre de trous plus ou moins importants est réparti et ce de manière aléatoire dans les meules De la sorte, il est difficile à partir35 de la seule connaissance des dimensions et du poids total de la meule de définir une densité locale de fro- mage En conséquence, il est difficile, voire impossible de procéder à la découpe de tranches de poids constant avec les procédés de découpe traditionnels En effet, 5 ceux-ci consistent à tout d'abord découper des longes d'épaisseur constante à partir de la meule, après avoir ôté les talons Chacune des longes est ensuite déposée sur un convoyeur à avance contrôlée, entraînant la longe au niveau d'une lame-guillotine animée d'un mouvement10 alternatif perpendiculaire au convoyeur, produisant les tranches à chaque avancée d'un pas du convoyeur On obtient de la sorte des tranches d'épaisseur certes visée, mais de densité variable compte-tenu de la répar- tition aléatoire des trous Pour des dimensions détermi-15 nées de tranches, on obtient typiquement des fourchettes de poids,dont l'écart type est de l'ordre de 15 grammes. En outre, de manière pratique, les tranches sont généralement expédiées dans des colis dont le poids doit être constant Cela implique donc, un tri manuel et visuel pour aboutir au poids de colis le plus proche possible du poids de référence lorsque l'on part de tranches de poids variable d'o, une diminution de pro- ductivité et une limitation des cadences incompatibles25 avec une recherche permanente de rentabilité par les producteurs. L'invention vise à pallier ces différents inconvé- nients Elle propose un procédé apte à permettre la découpe de morceaux de fromage, et de manière plus géné- rale de produits et/ou de préparations alimentaires, selon des tranches de masse constante Plus spécifique- ment, elle vise un procédé pour déterminer en continu, une valeur représentative de la quantité de matière au35 niveau d'un morceau du produit ou de la préparation et ce, sur toute l'épaisseur dudit morceau. Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste à soumettre un morceau à un flux d'ondes électri- ques, électromagnétiques ou vibratoires de caractéris- tiques connues, 5 à capter le signal correspondant transmis à travers le morceau soumis à ce flux d'ondes, à transformer le signal capté en un signal analo- gique ou numérique, susceptible d'être traité ultérieu- rement notamment au moyen d'un calculateur,10 à comparer le signal ainsi transformé au niveau du calculateur à un signal de référence stocké dans la mémoire dudit calculateur, et à déduire de cette comparaison la valeur repré- sentative de la masse du morceau. En d'autres termes, l'invention consiste à déter- miner la masse le plus précisément possible au niveau d'une section d'analyse du morceau, la masse de la tota- lité dudit morceau étant obtenue par intégration de ces20 sections sur la longueur totale du morceau soumise au flux d'ondes. De manière avantageuse, le flux d'ondes électro- magnétique est un rayonnement appartenant au domaine des hyperfréquences, le flux d'ondes électriques est un courant électrique appliqué de part en part du morceau, et le flux d'ondes vibratoires appartient au domaine des ultra sons. Comme déjà précisé, l'invention concerne également un procédé pour découper un morceau d'un produit ou d'une préparation alimentaire, et notamment un morceau de fromage selon des tranches de masse constante Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste: à déterminer les dimensions et à scanneriser ledit morceau au moyen d'une caméra, et à transmettre ces données à un calculateur en vue d'adapter les paramètres des mesures consécutives opérées sur le dit morceau; 5 à déterminer la masse de chaque section du mor- ceau selon le procédé décrit précédemment, à découper le morceau selon une épaisseur déter- minée, en fonction des mesures réalisées précédemment à savoir de dimensions, d'aspect et de masse.10 En d'autres termes, ce procédé consiste à déter- miner pour chacun des morceaux à trancher, l'épaisseur desdites tranches en fonction d'une part des dimensions desdits morceaux, de son aspect ou de son image-qualité,15 et enfin et surtout de la détermination section par section de la masse dudit morceau, la masse de l'épais- seur visée correspondant à 1 l'intégration linéaire de la masse de chacune des sections élémentaires. Par aspect ou image-qualité du morceau, on entend par exemple pour un morceau d'Emmental, le nombre, la répartition et la surface totale occupée par les trous par rapport à la surface totale de l'une des faces principales dudit morceau Cette donnée permet ainsi de25 caractériser la famille à laquelle appartient le morceau à découper, et ainsi de sélectionner le paramètrage au niveau du calculateur pour optimiser l'exactitude de la détermination de la masse de chaque section unitaire. Selon une variante avantageuse de l'invention, on mesure en amont de la découpe le poids de chacun des morceaux, afin également de sélectionner la famille correspondant au morceau à découper. Selon une variante avantageuse de l'invention, on soumet les tranches ainsi découpées à une pesée consécu- tive, afin d'éliminer les tranches dont la masse est située hors de la fourchette autorisée qui pourrait 5 éventuellement être réalisée malgré les mesures effec- tuées avant sa réalisation. L'invention concerne enfin le dispositif pour réa- liser la découpe d'un morceau d'un produit ou d'une préparation, et notamment d'un morceau de fromage en tranches de masse constante, selon le procédé décrit précédemment Ce dispositif comprend: un convoyeur primaire des morceaux à trancher, à avance contrôlée, une lame de découpe à mouvement alternatif perpen- diculaire par rapport au convoyeur primaire, agissant à l'extrémité de ce dernier, et actionnée par un moteur indépendant dudit convoyeur, un convoyeur secondaire de réception et d'achemi- nement des tranches découpées vers le lieu d'emballage et de stockage, situé en aval du convoyeur secondaire. Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comprend, en outre: un émetteur d'ondes électro-magnétiques, électri- ques ou vibratoires situé au dessus du convoyeur primai- re, en amont de la lame de découpe, un capteur approprié des ondes transmises à tra- vers ledit morceau, situé sous le convoyeur primaire en regard de l'émetteur, un organe calculateur apte à corréler les signaux captés avec la masse d'une section analysée du morceau, associé audit capteur, et délivrant des signaux au mo- teur de commande du convoyeur primaire en fonction de35 cette corrélation. Dans une variante avantageuse de l'invention, ce dispositif comprend également au niveau ou en amont du convoyeur primaire une caméra destinée à déterminer les dimensions et l'aspect qualitatif du morceau à découper. 5 Ces dimensions et l'image-qualité sont alors transmises à l'organe calculateur. Dans une autre version avantageuse de l'invention, le dispositif comprend également au niveau ou en amont du convoyeur un organe de pesée, destiné à déterminer le poids des morceaux à découper, et à transmettre cette information à l'organe calculateur. Dans une autre variante, le convoyeur secondaire est associé à un organe de pesée, destiné à détecter la masse des tranches découpées, en vue éventuellement de diriger les tranches de masse hors fourchette en d'autres lieux de stockage que les tranches de masse atten- due. 20 La manière dont l'invention peut-être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indica- tif et non limitatif à l'appui des figures annexées.25 La figure 1 est une représentation schématique du procédé traditionnel de découpe de meules de fromage. La figure 2 est une représentation schématique de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé confor- me à l'invention. La description qui suit concerne plus spécifique- ment la découpe de meules d'Emmental Toutefois, il est clair que l'invention ne saurait se limiter à cette seule application, et que la découpe de tout autre fro- mage, voire de produits ou de préparations alimentaires, telles -que notamment les salaisons: jambons, pâtés, saucissons, etc, est couverte par la portée de l'in- vention. Traditionnellement, les meules d'Emmental, de forme circulaire sont soumises, après une période d'affinage, à une découpe ( 2) selon des longes ( 3) d'égale épais- seur Traditionnellement, les deux talons issus de cette découpe sont escamotés, en vue notamment de production de fromage râpé par exemple. Chacune de ces longes ( 3), dont la longueur varie de l'une à l'autre, compte-tenu de la forme circulaire de la meule, est alors soumise à une découpe dans le sens de sa largeur au moyen d'une lame guillotine ( 4) à déplacement vertical alternatif, produisant ainsi des tranches ( 5) d'épaisseur visée Pour ce faire, les lon- ges ( 3) sont posées une à une sur un convoyeur ( 6),15 typiquement réalisé en PVC alimentaire, et dont l'avance est commandée par un moto-réducteur, avantageusement contrôlé par impulsions électriques En d'autres termes, l'épaisseur de chaque tranche correspond à l'avance d'un pas du convoyeur ( 6), la longueur du pas étant elle-même20 fonction du nombre d'impulsions reçues par le moteur On conçoit de la sorte que l'on peut régler l'épaisseur des tranches en faisant varier le nombre d'impulsions envoyées au moto-réducteur de commande d'avance du con- voyeur ( 6).25 Les tranches ( 5) sont réceptionnées sur un con- voyeur secondaire ( 7), associé en outre à un organe de pesée ( 8), destiné à déterminer la masse de chacune des tranches prédécoupées En fonction de la mesure effec-30 tuée, les tranches ( 5) sont envoyées à l'une ou l'autre des deux lignes d'emballage représentées respectivement sous les références ( 9) et ( 10), au niveau desquelles, les tranches sont scellées dans un film thermoplastique de qualité alimentaire, au sein desquels le vide est35 réalisé Les tranches ainsi emballées sont stockées dans des containeurs respectifs ( 11 et 12), en vue soit d'un nouveau stockage en chambre froide par exemple, soit d'un acheminement direct aux lieux de commercialisation. En outre, les deux extrémités de chacune des lon- ges, formant talon, sont dirigées quant à elles vers un bac ( 13) ainsi que les tranches hors normes De manière traditionnelle, toutes les tranches et les talons diri5 gés vers ce bac sont destinés à être tranformés en râpé, voire à être fondu et commercialisé sous la forme de portions de fromage fondu. Selon une caractéristique fondamentale de l'inven- tion, on soumet la longe lorsqu'elle est en position sur le convoyeur ( 6) à un rayonnement hyperfréquence perpen- diculairement à son déplacement, et ce, selon une sec- tion unitaire correspondant à la surface d'action dudit rayonnement hyperfréquent au niveau de la longe, et sur15 toute la largeur L des dites longes Ce rayonnement hy- perfréquence est émis au moyen d'un émetteur ( 17) tradi- tionnel Le rayonnement transmis à travers la longe est capté sous le convoyeur ( 6) par un capteur ( 18), par exemple constitué par une antenne, ce capteur étant20 associé à un organe de transformation des signaux captés en signaux analogiques, voire numériques Ces signaux ainsi transformés sont transmis à un calculateur ( 19), typiquement constitué par une carte électronique, desti- né à comparer le spectre obtenu à des spectres de réfé-25 rence, stockés dans sa mémoire, en vue de déterminer à l'issue de cette comparaison la masse de la section unitaire analysée De la sorte, on peut tenir compte pour une épaisseur considérée de la répartition aléatoi- re des trous de l'Emmental Ce faisant, l'épaisseur 130 des longes étant préalablement introduites dans le cal- culateur, et l'épaisseur de la tranche à découper étant déterminée par intégration sur une pluralité de sections unitaires analysées, le calculateur émet en direction du moteur ( 14) de commande de l'avance du convoyeur ( 6) le35 nombre d'impulsions nécessaires pour obtenir un poids fixe et constant des tranches ( 5) découpées En d'autres termes, le moteur ( 14), par l'intermédiaire d'un rouleau d'entraînement ( 15) et d'une courroie ( 16), induit un déplacement de la longe au niveau de la lame guillotine 5 ( 4), afin de réaliser la découpe d'une tranche de masse connue et déterminée. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, chacune des longes ( 3) subit préalablement à son positionnement sur le convoyeur ( 6), ou même lors- qu'elle arrive sur ce dernier, une scannérisation par une caméra ( 20), destinée à mesurer ses dimensions à savoir, sa longueur et son épaisseur L En outre, on peut également associer au convoyeur ( 6) un organe de15 pesage ( 21) destiné à déterminer le poids de chacune des longes Ces différentes données sont transmises égale- ment au calculateur ( 19), qui les stocke En outre, la scannérisation de chacune des longes ( 3) par la caméra, permet d'associer chacune d'elles à une famille de lon-20 ges, dont les caractéristiques dimensionnelles et quali- tatives sont préalablement définies, afin de sélection- ner au niveau du calculateur les paramètres susceptibles d'optimiser l'exactitude de la mesure consécutive de la masse des sections unitaires De la sorte, après déter-25 mination de la masse de chacune des sections analysées, on-obtient des tranches découpées ( 5) de poids fixe. Néanmoins, et afin d'optimiser le procédé, les tranches découpées ( 5) sont soumises à une pesée au niveau du convoyeur secondaire ( 7), qui induit, par le biais de l'organe de commande ( 24) et d'un vérin ( 23), le maintien ou l'abaissement d'un convoyeur tertiaire ( 22) en vue, soit de diriger les tranches vers les li- gnes d'emballage et de stockage, soit d'abaisser le convoyeur tertiaire ( 22) afin de détourner les tranches découpées ( 5) vers le bac de réception ( 13) des morceaux hors normes. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent donc d'obtenir des tranches découpées et emballées de masse constante, ce que l'on ne savait obtenir jusqu'alors En outre, ils permettent d'optimi- ser les cadences d'emballage et d'étiquetage, induisant une augmentation de la rentabilité des unités de produc- tion. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour déterminer en continu, une valeur représentative de la masse de matière au niveau d'un morceau de produit ou de préparation alimentaire, et notamment d'un morceau de fromage, et ce, sur toute l'épaisseur dudit morceau, caractérisé en ce qu'il con- siste: à soumettre le morceau ( 3) à un flux d'ondes élec- triques, électro-magnétiques ou vibratoires de caracté- ristiques connues, à capter le signal transmis ( 18) à travers le morceau soumis à ce flux d'ondes, puis à transformer le signal capté en un signal analogique ou numérique, susceptible d'être traité ulté- rieurement par un calculateur ( 19), puis à comparer le signal ainsi transformé au ni- veau du calculateur à un signal de référence stocké dans la mémoire dudit calculateur,20 et enfin, à déduire de cette comparaison la valeur représentative de la masse dudit morceau. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux d'ondes électromagnétiques est un rayon- nement appartenant au domaine des hyperfréquences. 3/ Procédé pour découper un morceau de produit ou de préparation alimentaires, et notamment un morceau de fromage en tranches ( 5) de masse constante, caractérisé30 en ce qu'il consiste: à déterminer les dimensions dudit morceau ( 3) et à le scanneriser au moins au niveau de l'une de ses faces principales au moyen d'une caméra ( 20), et à transmettre ces informations à un calculateur ( 19),35 puis à déterminer la masse du morceau ( 3) selon une section unitaire dudit morceau selon le procédé décrit dans les revendications 1 et 2, puis à découper le morceau ( 3) selon une épaisseur déterminée, en fonction des mesures réalisées précédem- ment à savoir de dimensions, d'aspect qualitatif et de la masse intégrée des sections unitaires. 5 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce cue les morceaux ( 3) sont préalablement pesés avant leur découpe, la valeur mesurée étant transférée au calculateur ( 19), afin d'induire au niveau de celui-ci10 la sélection des paramètres susceptibles d'optimiser l'exactitude de la détermination de la masse des sec- tions unitaires analysées d'un même morceau par sélec- tion en fonction de cette donnée et des données dimen- sionnelles et qualitatives dudit morceau de la famille à15 laquelle il appartient. / Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les tranches découpées ( 5) sont pesées, afin d'éliminer les tranches dont la masse est20 située hors de la fourchette fixée dans le calculateur ( 19)- 6/ Dispositif pour réaliser la découpe d'un morceau de produit ou d'une préparation alimentaires, et notam- ment d'un morceau de fromage selon des tranches de masse constante, comprenant: un convoyeur primaire ( 6) des morceaux à trancher ( 3), à commande contrôlée ( 14), une lame de découpe ( 4) à mouvement alternatif perpendiculaire par rapport au convoyeur ( 6), agissant à l'extrémité de ce dernier, et actionnée par un moteur indépendant dudit convoyeur, un convoyeur secondaire ( 7) de réception et d'acheminement des tranches découpées ( 5) vers le lieu d'emballage et de stockage ( 9,10), situé en aval du convoyeur secondaire ( 7), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre: un émetteur ( 17) d'ondes- électromagnétiques, élec- triques ou vibratoires, situé au dessus du convoyeur primaire ( 6), en amont de la lame de découpe ( 4), 5 un capteur ( 18) des ondes transmises à travers le morceau ( 3), situé sous le convoyeur primaire ( 6) en regard de l'émetteur ( 17), un organe calculateur ( 19) apte à corréler les signaux captés avec la masse du morceau, associé audit capteur ( 18), et délivrant des signaux au moteur de commande ( 14) du convoyeur primaire ( 6) en fonction de cette corrélation, afin d'induire un déplacement dudit convoyeur d'un pas dont la longueur est fonction de la masse mesurée et de la masse désirée des tranches ( 5).15 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractéri- sé en ce qu'il comprend également une caméra ( 20) des- tinée à déterminer les dimensions du morceau ( 3) à dé- couper, ainsi que l'aspect qualitatif de l'une des faces20 principales, puis à transmettre les dimensions ainsi mesurées à l'organe calculateur ( 19). 8/ Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le convoyeur secondaire ( 7) est associé à un organe de pesée ( 8), destiné à mesurer la masse des tranches découpées, afin de diriger les tran- ches ( 5) de masse située hors d'une fourchette fixée préalablement au niveau du calculateur, en d'autres lieux de stockage ( 13) que ceux des tranches de masse située dans ladite fourchette. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le convoyeur primaire ( 6) *est associé à un organe de pesée ( 21), destiné à mesurer la35 masse des morceaux ( 3) à découper, et à transmettre les mesures ainsi réalisées à l'organe calculateur ( 19).