Brevet FR2714888A1 — publié le 19950713

L'invention concerne un procédé et un dispositif de conditionnement à chaud et sous vide par défaut, de produits liquides contenant des éléments solides. Actuellement, les produits solides ou les agglomérats (produits en sauce) sont placés à la main dans des barquettes réalisées sur des thermoformeuses, ou des barquettes individuelles. Ces produits en barquettes sont scellés avec une pellicule plastique sous vide. Le conditionnement ne se fait qu'à froid. En ce qui concerne les sauces ou produits similaires, le conditionnement se fait également à la main. L'opérateur remplit à la main, ou à l'aide d'une doseuse, des sachets individuels, qu'il place ensuite dans une cloche à vide dans laquelle se réalise l'opération de soudage de fermeture des sachets. Etant mis sous vide, les produits sont conditionnés à froid. Une autre technique existe pour emballer les produits à chaud à une température comprise entre 85 et 100 C. II s'agit de poches pré-clippées à une extrémité, que l'on remplit manuellement sur une dose use équipée d'une clippeuse pour le clippage étanche de fermeture de ces poches. II n'y a pas de mise sous vide. Cette doseuse est branchée directement sur la marmite de cuisson, qui maintient la température. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients présentés par les techniques de conditionnement ci-dessus rappelées. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif permettant le conditionnement de soupes, sauces et autres produits liquides chargés de particules solides, en sachets individuels réalisés à partir de films plastiques, remplis à chaud, c'est-à-dire à une température comprise entre 85 et 100"C, avec fermeture des sachets par soudure à travers le produit pour obtenir un vide par défaut. Le procédé de conditionnement à chaud et sous vide par défaut, de produits liquides contenant des éléments solides, faisant appel au soudage de films plastiques et au scellement par soudage à travers le produit, selon l'invention, se caractérise, principalement, en ce qu'il consiste, après avoir déroulé en faisant converger l'un vers l'autre deux films de matière plastique, avoir soudé latéralement les deux films ensemble pour constituer une gaine et transversalement pour constituer le fond d'un sachet et avoir déversé dans la gaine une dose de produit, après immobilisation en défilement de la gaine, à réaliser les opérations suivantes a) resserrement transversal et régulier des côtés de la gaine audessus de la dose de produit, en ne laissant subsister qu'un écartement de dimension inférieure à celle des plus petits éléments solides, b) glissement de la zone de resserrement vers la dose de produit sur une distance prédéterminée pour obtenir une remontée contrôlée de liquide dans la zone de soudage et de coupe, c) obturation et séparation du sachet par soudage sur deux lignes parallèles avec coupe entre les deux lignes, afin d'obtenir simultanément la fermeture sous vide par défaut, la séparation d'un sachet et la réalisation du fond du sachet suivant, d) libération du sachet ainsi obturé et séparé, e) déplacement séquentiei contrôlé vers le bas de la gaine dont l'extrémité a été obturée lors de l'opération (c), f) déversement d'une seconde dose de produit, suivi de la répétition des opérations a à e précédentes et ainsi de suite, jusqu'à obtention du nombre de sachets pleins désiré. Le dispositif d'application du procédé tel qu'il est exposé cidessus se caractérise, principalement, en ce que le resserrement régulier des côtés de la gaine au-dessus de la dose de produit, en ne laissant subsister qu'un écartement de dimension déterminée, est obtenu par l'intermédiaire de deux rouleaux parallèles montés sur des platines mobiles reposant sur des plages fixées sous les glissières du système de pincement et de soudage, en ce que le glissement de la zone de resserrement vers la dose de produit est obtenu par l'intermédiaire d'une plaque verticale coulissante, à débattement contrôlé par un vérin, à la partie supérieure et contre laquelle est fixé le cadre support du système de pincement, de soudage et de resserrement de la gaine; en ce que l'obturation et la séparation du sachet avec conditionnement sous vide par défaut du produit sont obtenus par rapprochement des porte-électrodes, alors que la gaine est maintenue pincée par la mâchoire de pinces situées respectivement au-dessous et au-dessus du porte-électrodes, en ce que la libération du sachet, ainsi obturé et séparé, est obtenue par simple écartement des mâchoires des pinces et des porte-électrodes ; en ce que le déplacement contrôlé vers le bas de la gaine, dont l'extrémité a été préalablement obturée, est obtenu par l'intermédiaire de pinces fixées sur une platine montée sur une colonne, à déplacement vertical assuré par des vérins et à course contrôlée par une butée réglable. Selon un mode de réalisation, les platines supportant les rouleaux de resserrement de la gaine sont rendues mobiles par l'intermédiaire d'équerres fixées sous lesdites platines et de vérins pneumatiques dont le corps est fixé sous les plages de coulissement des platines et dont la tige est reliée, par son extrémité, auxdites équerres fixées sous lesdites platines. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en - soudage par impulsion électrique permettant le refroidissement de la soudure en pression et garantissant la solidité de celle-ci - coupe des sachets pour leur séparation par fil électrique, opération se passant en même temps que le scellage horizontal de fermeture des sachets, - constitution de doses individuelles pouvant aller de 50 cm3 à plusieurs litres, les faibles doses pouvant être incorporées dans des préparations cuisinées, en doses individuelles. Combinaison possible de recettes différentes, - possibilité d'emballer à chaud des sauces, potages, préparations à base de sauces avec des morceaux solides, - précision des dosages, ces dosages étant réalisés avec une doseuse dont on a programmé la valeur, ce qui n'était pas possible avec une alimentation continue du produit, - fermeture scellage du sachet en soudant sur la partie liquide, le produit se trouvant sous vide par défaut, - emballage à chaud entre 85" et 1 00 C, condition de stérilisation, - automatisme des différentes opérations permettant une production accrue et diminution importante des coûts de production, - diminution des coûts des matières d'emballage pour l'utilisateur, - avantage du conditionnement individuel permettant une meilleure gestion des besoins quantitatifs pour les besoins collectifs, - conditions d'hygiène améliorées par rapport aux autres procédés. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'une machine de conditionnement à chaud et sous vide par défaut, de produits liquides chargés, réalisée selon l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté de la machine - la figure 2 représente une vue de dessus du système (A) de soudage longitudinal des films pour leur transformation en trois gaines parallèles - la figure 3 représente une vue de dessus du système (B) de déplacement contrôlé des gaines - la figure 4 représente une vue de dessus du système (C) des conditionnements sous vide par défaut, d'obturation, et de séparation des sachets-doses - la figure 5 représente une vue schématique de la machine à l'état initial - la figure 6 représente une vue schématique de la machine dans l'état correspondant à la fermeture d'un sachet, après déplacement vers le bas des rouleaux de resserrement de la gaine. Les figures représentent une machine de conditionnement en sachets individuels sous vide par défaut, de soupes, sauces et autres produits liquides contenant des éléments solides, selon l'invention, constituée comme suit Un châssis en tube carré 1 porte l'ensemble des différents éléments constitutifs du dispositif. Sur le dessus de ce châssis sont fixées deux plaques symétriques 15. Sur chaque plaque est fixé un support pouvant recevoir les bobines de film plastique 10. En déroulant le film pour charger la machine avant le démarrage, on passe celui-ci sur un galet fixe 12 et un galet mobile 17. Le film glisse sur les plaques 15 en passant sur des galets 2, le film est ensuite tiré jusqu'au niveau des rouleaux 48. Les galets mobiles 17 sont animés d'un déplacement horizontal, par l'intermédiaire d'un support coulissant 13 monté sur un guide 14. Le déplacement de cet ensemble se fait grâce à un vérin pneumatique 11 fixé sur un support 1 6, lui-même fixé sur la plaque 15 correspondante. Le déplacement de ce galet 17 est nécessaire pour prédérouler une longueur de film, cet organe ayant la charge d'endosser l'inertie de la bobine de film, lors de son déroulement. A côté de ce premier poste, un patin 9 animé par un vérin 8 vient appuyer le film déroulé sur la plaque 15, de façon que l'on puisse dérouler la bobine sans tirer sur l'autre côté du film. Ce patin 9 est de la même largeur que celle du film. Un troisième poste, muni d'une traverse 7 passant au-dessus du film, soutient un support pivotant 6 portant une lame tranchante permettant de couper longitudinalement le film pour réaliser deux ou trois bandes. Ceci permet de faire, dans la suite des opérations, deux ou trois sachets à la fois. Ces bandes se dirigent verticalement vers le bas en passant sur les galets 2. Des guides latéraux, disposés à la lisière des bandes, assurent le maintien du film en place lors des déplacements successifs. Comme le montre la figure 2, les lisières des bandes de film défilent donc entre les électrodes verticales 22 et leurs contreélectrodes 21. Les contre-électrodes 21 sont à position fixe, position choisie au préalable selon la largeur des bandes. Ces contre-électrodes sont fixées chacune dans un support 20 immobilisé par un bouton moleté 19 sur un support 18 lui-même fixé sur le châssis 1 de la machine. Les électrodes 22 sont fixées sur un coulisseau 23 monté dans une glissière 24. Ce coulisseau 23 est relié à un vérin pneumatique 28 par l'intermédiaire d'un accouplement 27. Les vérins 28 sont montés sur des supports 26 solidarisés à une barre 5 elle-même fixée au châssis 1 de la machine. Comme le montre la figure 3, sur la barre supérieure 5, et en son centre, est disposé un palier 25 portant une colonne 36. Cette colonne sert de guidage à l'ensemble des pinces assurant le déplacement du film. Chaque pince est constituée d'un boîtier 80 monté sur une barre guide 33, permettant d'immobiliser, sur celle-ci, par une vis de blocage 79, chaque boîtier à une position choisie, la position étant fonction de la largeur des bandes de film 81. Le dessus et le dessous de ces boîtiers sont usinés de façon à constituer deux bras portant deux contre-lames. Ces deux bras servent de guidage à la partie de la pince mobile 34. Cette partie de pince mobile 34 est fixée sur la tige d'un vérin pneumatique 35 logé à l'intérieur du boîtier 80. La barre guide 33 est fixée sur une platine 71 qui coulisse sur la colonne 36 par l'intermédiaire d'une douille à billes. Cette platine 71 est fixée à l'extrémité de la tige de deux vérins pneumatiques 37, ces derniers étant fixés à un bâti 57. Pour limiter la course de cet ensemble de pinces, une butée mobile 30 peut être déplacée manuellement par l'intermédiaire d'un volant 29 solidaire d'une vis 31. La platine 71 vient s'appuyer sur cette butée réglable 30 en limitant ainsi la course de la tige des vérins 37. Cette vis 31 est supportée par un palier fixé sous la barre inférieure 5. La partie inférieure, la plus importante dans cette machine, au regard de l'invention, telle qu'elle est représentée à la figure 4, est constituée d'un bâti 57 portant, à l'intérieur, huit galets 56, entre lesquels se déplace une plaque verticale 55. Une équerre 52, fixée sur cette plaque 55, permet le déplacement vertical de tout l'ensemble inférieur par assujettissement à l'extrémité de la tige d'un vérin pneumatique 53, lui-même fixé sur une plaque 54 solidaire du châssis 1 de la machine. Sur cette plaque 55 est fixée une ceinture 50, portant l'ensemble des mécanismes de la partie inférieure 1") Sur les faces latérales de la ceinture 50 et à l'intérieur sont fixées deux glissières 66, dans lesquelles coulissent librement deux mâchoires supérieures 40 et deux mâchoires inférieures 38, formant une pince au-dessus et en-dessous. Ces séries de mâchoires ont un rôle de pinces en-dessous et audessus du porte-électrodes 39. Ces mâchoires peuvent s'éloigner ou se rapprocher, sous l'action de biellettes 63, pivotant autour d'axes 67. Une des extrémités de ces biellettes 63 porte un galet 64 se déplaçant dans une lumière 65 usinée dans les mâchoires 38, 40. L'autre extrémité de ces biellettes porte un galet 62 venant s'appuyer sur une came triangulaire 61. Cette came triangulaire est fixée sur l'extrémité du nez d'un vérin pneumatique assurant son déplacement, qui, en avançant, va provoquer l'écartement des galets 62 et, en conséquence, par pivotement des biellettes 63, le rapprochement des mâchoires 38, 40. Lorsque la came 61 revient en arrière, grâce à l'action du vérin 60, des ressorts de rappel ramènent en arrière les mâchoires 38, 40, provoquant l'ouverture des pinces correspondantes. 2") Sur la partie centrale de la ceinture 50 et sur les deux faces longitudinales intérieures de celle-ci, sont montées deux glissières 42. Dans ces glissières 42, se déplacent deux coulisseaux munis de chapes 41, supportant les porte-électrodes 39 au-dessus et endessous desquels se déplacent les mâchoires 38 et 40 des pinces. Ces chapes 41, supportant les porte-électrodes 39, sont actionnées en déplacement l'un vers l'autre par l'intermédiaire de deux vérins pneumatiques 45, la liaison entre les vérins 45 et les chapes 41 étant assurée par des accouplements 43. Sous les glissières 42 sont fixées deux plages 46, sur lesquelles coulissent deux platines 49. Sous les platines 49 sont fixées deux équerres, reliées à l'extrémité de la tige de vérins pneumatiques 47, assurant le déplacement de ces platines 49. Sur le dessus des platines 49 et sur le bord interne de celles-ci sont montés des rouleaux 48, libres en rotation dans des paliers situés sur chaque côté de ces platines 49. La course des platines 49 est réglée de telle manière que, lorsque les vérins 47 sont sortis, il existe un écartement déterminé entre les deux rouleaux 48. Ainsi, on remarquera que, comme cela a déjà été mentionné, à la partie supérieure de la machine sont positionnées, en vis-à vis deux bobines 10 de film. Ces deux films avancent l'un vers l'autre, passent sur deux galets 2 entre des guides latéraux 4, pour se trouver face à face. Ils descendent verticalement entre les pinces de soudage verticale 21, 22 pouvant souder les bords de ces films, pour constituer une gaine verticale 68. L'avance du film se fait pas à pas à l'aide de pinces 32, 34 qui tirent le film d'une certaine longueur vers le bas. Au centre de la gaine 68 ainsi constituée, et à l'intérieur, est placé un tube 3 alimenté par une doseuse pour le remplissage des sachets. A la partie inférieure de la machine, la gaine passe entre les mâchoires 40 d'une première pince, ensuite entre les deux mâchoires de soudage 39, entre les mâchoires 38 d'une deuxième pince, puis entre les deux rouleaux de resserrage 48. Cet ensemble inférieur, monté sur un bâti commun 57, a la possibilité d'un déplacement vertical vers le bas d'une faible course sous l'action du vérin 53. Le conditionnement, en sachets individuels, sous vide par défaut, consiste alors à - souder verticalement les bords des films pour constituer une gaine (en pas à pas), - remplir de produit le fond de cette gaine 68, lorsque le fond est soudé, grâce aux cannes de dosage, - pincer la gaine par les rouleaux 48, en laissant un écartement d'environ 1,5 mm entre ces rouleaux 48 et au-dessus de la dose de produit, - descendre l'ensemble inférieur d'environ 30 mm. Sous cette action, les parties solides du produit placées dans le sachet sont repoussées vers le bas par les rouleaux 48, la partie liquide du produit, du fait du tassement des parties solides et de l'écartement de 1 ,5 mm, ménagé entre les deux côtés de la gaine 68, monte dans celle-ci pour atteindre la mâchoire 40. Ainsi, I'air contenu dans le sachet ayant été éliminé, on soude les deux côtés du sachet par l'intermédiaire de la mâchoire de soudage 39, à travers le liquide, assurant ainsi une parfaite étanchéité. Lorsque le temps de soudage et de coupe est écoulé, les mâchoires 38, 40 s'ouvrent pour reprendre leur position initiale, le sachet tombe sur une rampe 51 d'évacuation des sachets. Le cycle de fonctionnement de la machine, tel qu'il est schématisé sur les figures 5 et 6, est déterminé par un automatisme pneumatique, contenu dans une armoire 58, animant successivement les vérins pneumatiques, déplaçant, dans un certain ordre, les éléments constituant la machine aux fins d'obtention du résultat escompté. 1) Action des vérins 35 : serrage des pinces 34 Action des vérins 37 : descente de l'ensemble pinces 34 (tirage du film) 2) Action des vérins 47 : serrage des rouleaux 48 3) Action des vérins 53 : descente de l'ensemble à l'étage inférieur 4) Action des vérins 60 (inférieurs) : serrage des mâchoires 38 5) Action des vérins 45 : serrage des électrodes 39 28 : serrage des électrodes 22 35 : desserrage des pinces 34 37 : remontée de l'ensemble des pinces 34 6) Action des vérins 60 (supérieurs) : serrage des mâchoires 40 Action des vérins 8 : blocage du film Action des vérins 11 : déroulement partiel des bobines 10 déclenchement du soudage vertical et horizontal déclenchement du dosage Fin de soudage 7) Action des vérins 45 : ouverture des électrodes 39 28 : ouverture des électrodes 22 47 : ouverture des rouleaux 48 11 : retour des galets 17 8) Action des vérins 60 inférieurs : ouverture des mâchoires 38 60 supérieurs : ouverture des mâchoires 40 53 : remontée de l'ensemble inférieur Fin de cycle Revendications 1. Procédé de conditionnement à chaud et sous vide par défaut, de produits liquides contenant des éléments solides, faisant appel au soudage de films plastiques et au scellement par soudage à travers le produit, selon l'invention, se caractérise, principalement, en ce qu'il consiste, après avoir déroulé en faisant converger l'un vers l'autre deux films de matière plastique, avoir soudé latéralement les deux films ensemble pour constituer au moins une gaine et transversalement pour constituer le fond d'au moins un sachet et avoir déversé dans la gaine au moins une dose de produit, après immobilisation en défilement de la gaine, à réaliser les opérations suivantes a) resserrement transversal et régulier des côtés de la gaine audessus de la dose de produit, en ne laissant subsister qu'un écartement de dimension inférieure à celle des plus petits éléments solides contenus dans le liquide, b) glissement de la zone de resserrement vers la dose de produit sur une distance prédéterminée pour obtenir une remontée contrôlée de liquide dans la zone de soudage et de coupe, c) obturation et séparation du sachet par soudage sur deux lignes parallèles avec coupe entre les deux lignes, afin d'obtenir simultanément la fermeture sous vide par défaut, la séparation d'un sachet et la réalisation du fond du sachet suivant, d) libération du sachet ainsi obturé et séparé, e) déplacement séquentiel contrôlé vers le bas de la gaine dont l'extrémité a été obturée lors de l'opération (c), f) déversement d'une seconde dose de produit, suivi de la répétition des opérations précédentes et ainsi de suite, jusqu'à obtention du nombre de sachets pleins désiré. 2. Dispositif d'application du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le resserrement régulier des côtés de la gaine au-dessus de la dose de produit, en ne laissant subsister qu'un écartement de dimension déterminée, est obtenu par l'intermédiaire de deux rouleaux (48) parallèles montés sur des platines (49) mobiles reposant sur des plages (46) fixées sous les glissières (42) du système de pincement (38, 40) et de soudage (39), en ce que le glissement de la zone de resserrement vers la dose de produit est obtenu par l'intermédiaire d'une plaque verticale coulissante (55), à débattement contrôlé par un vérin (53), à la partie supérieure et contre laquelle est fixé la ceinture (50) du système de pincement (38, 40), de soudage (39) et de resserrement (48) de la gaine ; en ce que l'obturation et la séparation du sachet avec conditionnement sous vide par défaut du produit sont obtenus par rapprochement des porteélectrodes (39), alors que la gaine est maintenue pincée par les mâchoires (38, 40) de pinces, situées, respectivement, audessous et au-dessus du porte-électrodes (39), en ce que la libération du sachet, ainsi obturé et séparé, est obtenue par simple écartement des mâchoires (38, 40) des pinces et des porte-électrodes (39), en ce que le déplacement contrôlé vers le bas de la gaine, dont l'extrémité a été préalablement obturée, est obtenu par l'intermédiaire de pinces (34) fixées sur une platine (71) montée sur une colonne (36), à déplacement vertical assuré par des vérins (37) et à course contrôlée par une butée réglable (30). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les platines (49) supportant les rouleaux (48) de resserrement de la gaine sont rendues mobiles par l'intermédiaire d'équerres fixées sous lesdites platines (49) et de vérins pneumatiques (47) dont le corps est fixé sous les plages (46) de coulissement des platines (49) et dont la tige est reliée, par son extrémité, auxdites équerres fixées sous les dites platines.