Brevet FR2748315A1 — publié le 19971107

Le présente invention concerne un dispositif de croutage en ligne de produits destiné A alimenter une unité de préparation des produits dispos6ée en aval du dispositif, du type comportant une encrinte munie de moyens de transfert de frigories pour le croutage des produits et au moins un convoyeur d'introduction des produite dans 1'enceinte et d'extraction de ceux-ci. Le croutage d'un produit est une opération consistant à congeler superficiellement au moins l'une des faces du produit en vue de faciliter sa préparation ultérieure. Cette technique est utilisée en particulier afin de faciliter le tranchage de barres de jambon et de longes de porc, mais est également applicable à d'autres produits alimentaires devant subir une découpe, le sala- mi, le saucisson, les saucisses, les fromages, les pois- sons. Les appareils de croutage connus actuellement sont formés par des tunnels, ouverts à une extrémité d'introduction des produits et a une extrémité d'extrac- tion des produits et au travers desquels s'étend un convoyeur de transport des produits fonctlonnant en continu. A l'intérieur du tunnel sont disposés des moyens de transfert de frigories, formes notamment par des moyens de pulvérisation d'un fluide c:ryogénique par exemple de l'azote liquide. Les tunnels actuels fonctionnent de manière continue, de sorte que les produits entrent et sortent du tunnel à une fréquence constante. Si un incident se produit sur une unité de tranchage disposée en aval du tunnel, nécessitant un arrêt prolongé de celle-ci, le convoyeur du tunnel est arrêté par un opérateur, de sorte que les produits séjournent pendant une durée prolongée à l'lntérieur du tunnel. Ils sont ainsi refroidis pendant une durée excessive, de sorte qu'ils subissent une congé- letion trop importante, et en particulier unP congélation A coeur. Lors du redémarrage de l'installation, les pro- duits sortant du tunnel, congelés de manière excessive, risquent d'endommager les lames de coupe de l'unité de trenchage. Des problèmes comparables sont rencontrés si l'unité de tranchage est amenée à fonctionner à un rythme plus lent, par exemple du fait d'un réglage différent de l'épeaisseur des tranches produites. Il est alors néces- maire de procéder manuellement à un nouveau réglage de la vitesse d'avancement du convoyeur, et/ou à la définition d'une nouvelle consigne pour les moyens de transfert de frigories. L'invention a pour but de proposer un dispositif de oroutage en ligne, ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, et en particulier qui permette un état de oroutage satisfaisant des produits, quelle que soit la cadence de production de l'unité de préparation des produits disposée en aval. A cet effet, l'invention a pour objet un dispo- sitif de croutage en ligne de produits destiné à alimen- ter une unité de préparation des produits disposée en aval, du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réception d'un signal de demande d'un produit émis par ladite unité de préparation, des moyens de commande du ou de chaque convoyeur pour, lors de la réceptlon d'un signal de demande, extraire de l'enceinte le produit crouté le plus ancien dans l'enceinte, et sensiblement simultanément introduire dans l'enceinte un nouveau produit à crouter, et en ce qu'il comporte des moyens de commande des moyens de transfert de frigories pour commander la quantité de frigories A transférer aux produits présents dans l'enceinte par unité de temps en fonction d'au moins une durée écoulée entre deux instants successifs de réception de signaux de demande précédents issus de l'unité de préparation. Suivant des modes particuliers de réalisation, le diSpositif de croutage peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens de commande des moyens de transfert de frigories comportent des moyens de mémorisation pour chaque produit présent dans l'enceinte de la durée écoulée depuis son introduction dans l'enceinte et de la quantité de frigories transférée A ce produit, et ils comportent en outre des moyens de calcul de la quantité de frigories à transférer au produit le plus ancien en vue de l'achèvement de son croutage et des moyens d'esti- mation de la durée Jusqu'à l'instant de réception du signal de demande suivant, la quantité de frigories & transf6rer aux produits présents dans l'enceinte par unité de temps étant déterminée à partir de la quantité calculée de frigories à transférer au produit le plus ancien et de ladite durée estimée; - les moyens d'estimation de la durée écoulée jusqu'& l'instant de réception du signal de demande suivant comportent des moyens d'établissement de la moyenne de durées écoulées entre les instants successifs de réception des signaux de demande précédents; - la durée moyenne établie est calculée à partir des k dernières durées écoulées, k étant le nombre de produits simultanément contenus dans l'enceinte: - il comportes des moyens d'arrêt des moyens de transfert de frigories, au cas o la duré écoulée depuis l'instant de réception du dernier signal de demande excède une première durée prédéterminée; - il comporte des moyens de ventilation de l'en- ceinte en vue du réchauffement de celle-ci, au cas o la durée écoulée depuis l'instant de réception du dernier signal de demande dépasse une seconde durée prédâtermi- née; et - l'enceinte comporte des portes d'obturation des ouvertures d'introduction et d'extraction des produits, ces portes étant normalement fermées en dehors des pérlo- des d'introduction et d'extraction des produits et les moyens de ventilation de l'enceinte comportent des moyens d'ouverture momentanée de ces portes en dehors des pério- des d'introduction et d'extraction. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se réfArant aux dessins sur les- quels: - La figure 1 est une vue schématique d'une installation de tranchage de Jambon mettent en oeuvre un dispositif de croutage selon l'invention; - La figure 2 est une vue de dessius du dispositif de croutage de la figure 1, dont le capot supérieur a 6té retiré; - La figure 3 est un organigramme explicitant les étapes mises en oeuvre par les moyens de commande du dispoesitif de croutage selon l'invention; et - La figure 4 est un schéma montrant la structure de la pile de données mémorisées par les moyens de commande. L'installation représentée sur la figure 1 est destinée au tranchage de barres de jambon. Elle comporte successivement un convoyeur 10 d'amenéA des barres de jambon, un dispositif de croutage 12 selo[ l'invention et une unité 14 de tranchage des barres de jambon croutées. Cette dernière est adaptée pour découper en tran- ches d'une épaisseur détermin*e les barres de Jambon préalablement croûtées issues du dispositif de croutage 12. Elle comporte un convoyeur 15 prélevant les barres de jambon en sortant du dispositif 12 de croutage. L'unité de tranohage est adaptée pour émettre un signal de demande de produit (ici, un bloc de Jambon) lorsque le tranchage du produit préocédent est achevé. Ainsi, la machine de tranchage peut être continuellement alimentée, ce qui optimise son rendement. Le dispositif de oroutage 12 comporte essentiel- lement une enceinte 16 en forme de tunnel traversée par un convoyeur unique 18 de transport des produits P à croûter. Ce convoyeur 18 est formé par exemple par un convoyeur & bande. L'enceinte 16 comporte des moyens 19 de transfert de frigories vers les produits P. L'enceinte 16 est supportée par un chassis 20 posé sur le sol. Elle est de forme générale parall1lépi- pédique et comporte deux ouvertures opposées 22, 24 formant respectivement une ouverture d'introduction des produits à croûter et une ouverture d'extraction des produits croûtés. La longueur do l'enceinte, mesurée entre les deux ouvertures opposées, est limitée à la longueur nécessaire pour disposer à la suite sur le convoyeur un ensemble de sept produits devant être croûtes. Le convoyeur 18 traverse l'ouverture d'introduc- tion 22. Son extrémité avant délimite, en avant de l'enceinte 16, une zone d'attente 26 pour les produits avant leur introduction dans l'enceinte. Il traverse l'enceinte de part en part et s'achève immédiatement en amont de l'ouverture d'extraction 24. Chaque ouverture 22, 24 est associée à une porte coulissante d'obturation notée respectivement 22A, 24A. Chaque porte est actionnée par un vérin 22S, 24B permet- tant son déplacement entre une position d'obturstion de l'ouverture, isolant l'intérieur de l'enceinte du milieu ambiant, et une position escamotée dans laquelle l'ou- verture est libérée, permettant le passage des produits et assurant la libre communication entrA l'intérieur de l'enceinte et le milieu ambiant. L'enceinte 16 comporte dans ses parois latérales des volets 28 articulés permettant l'accès à l'intérieur de l'enceinte, notamment pour son nettoyage. Toutes les parosle de l'enceinte, les portes 22A, 24A et les volets 28 sont revêtus d'un isolant thermique afin d'éviter les transferts de chaleur entre l'intérieur de l'enceinte et le milieu ambiant. L'enceinte 16 est séparée longitudinalement en deux compartiments 16A, 16B par une cloison horizontale 30. Le compartiment inférieur 16A est traversé par le convoyeur 18 et forme l'espace de oroutage des produites. Le compartiment supérieur 16B, visible sur la figure 2, reçoit des moyens 32 de pulvérisation d'azote liquide. Ces derniers comportent par exemple une conduite en couronne 34 portant des buses 36 de pulvérisation. Cette couronne est reliée à des moyens commandables d'alimentation en azote liquide (non représentés). Par silleurs, deux passages 38, ménagés dans la paroi 30 et au travers de chacun desquels est dispo6sé un ventilateur ou une turbine 40 assurent le transfert de l'azote pulvérisé du compartiment supérieur 16A au compartiment inférieur 16B afin d'assurer le transfert de frigories vers les produits P 4 croûter. Ainsi, l'inté- rieur de l'enceinte est maintenue a une température sensiblement égale à -80eC et une circulation d'azote gazeux à faible température est maintenue autour du produit, assurant ainsi leur croutage par convection forcée. Le dispositif de oroutage comporte en outre des moyens de commande 42 formés par exemple par un automate programmable. Ils sont adaptés notamment pour commander l'avance pas à pas du convoyeur 18, l'actionnement des vérins 22A, 22B et la régulation des moyens de transfert de frigories 19. En particulier, les moyens de commande 42 sont adaptés pour commander la mise en marche des ventilateurs 40 et de l'alimentation des moyens 32 de pulvérisation afin d'assurer le transfert d'une quantlté dêterminée de frigories aux produits P par unité de temps. Un sonde de température 46, reliée aux moyens de commande 42, est en outre prévue dans Je compartiment inférieur 16B. Les moyens de commande 4Z sont connectés par une ligne de transmission de données 44 à l'unité de tran- chage 14 afin de recevoir de celle-ci un signal de demande d'un produit. Ils sont adaptés pour calculer la durée écoulée entre deux instants successifs de réception d'un signal de demande de produit. Ces durées écoulées sont stockées dans une pile dont la structure sera décrite par la suite. Telle que représentée sur la figure 1, la lon- gueur de l'enceinte 16 est adaptée pour la réception simultanée de sept produits à croûter espacés d'un même intervalle de distance. Le convoyeur 10 eut synchroni8sé avec le convoyeur 18 du dispositif de croutage eain d'amener sur la zone d'attente 26 les produits espacée dudit intervalle. Les produits contenus dans l'enceinte sont dans des états de croutage différente. Le croutage du produit P1 disposé immédiatement en amont de la porte d'extraction 24A et le plus anoien dans l'enceinte est pratiquement achev6. En revanche, le produit P7 disposé immédiatement en aval de la porte d'admission 22A et le dernier entré dans l'enceinte est au premier stade de croutage. Les produits P. à P6 sont dans des états de cioutage Intermé- diaires. Le fonctionnement du dispositif de croutage va maintenant être décrit en regard de l'organigramme de la figure 3, explicitant le procédé de commande mis en oeuvre par les moyens de commande 42 en rgime permanent de fonctionnement de l'installation. Lors de la réception d'un signal de demande de produit à l'étape 100, les moyens de commande 42 arré- tent, à l'étape 102, les moyens 19 de transfert de frigo- ries par coupure de 1l'alimentation en azote et arrêt éventuel des ventilateurs 40. Ils actionnent, à l'étape 104, les vérins 22B et 24B afin de provoquer l'ouverture des portes. Ils provoquent ensuite, à l'étape 106, l'avance d'un pas du convoyeur 18 afin que celui-ci extrait de l'enceinte 16 le produit croûté P le plus ancien et introduise simultanément un nouveau produit à croûter par la porte 22. Apres cela, les portes sont refermées a l'étape 108. Par ailleurs, les moyens de commande 42 calcu- lent, à l'étape 110, la durée écoulée d,s entre les deux derniers signaux de demande reçus. Ils mémorisent cette valeur dans une pile R à sept éléments de type "premier entré-premier sorti" (communément appelé FIFO), dont la structure est représentés sur la figure 4. Ainsi, cette pile contient les durées des sept derniers cycles de fonctionnement du dispositif, un cycle ayant lieu entre deux demandes de produit successives. Les moyens de commande 42 mémorisent en outre dans ladite pile la quantité de frigories notée Q. transférée à chaque produit dans l'enceinte au cours du dernier cycle écoulé. On conçoit que chaque produit contenu dans l'enceinte reçoit une même quantité de frigories et que celle-ci peut être calculée & partir de la température mesurée à chaque instant dans l'enceinte et de la durée du cycle. Il est ainsi possible à partir des données contenues dans la pile R de déterminer la quantité de frigories transférée à chaque produit depuis son entrée dans l'enceinte et son état de croutage correspondant, ainsi que la durée écoulée depuis son introduction. A l'étape 112, les moyens de commande 42 calcu- lent la durée estimée du cycle suivant noté d' n+1. Pour ce faire, ils approximent celle-ci à la moyenne des sept durées calculées stockées dans la pile R. Au cours de cette même étape, ils calculent la quantité de frigories Q'n,. devant être transférée au produit le plus ancien dans l'enceinte afin que le croutage de celui-ci soit achevé. A partir de cette quantité, les moyens de commande 42 déterminent, à l'étape 114, la consigne de régulation des moyens de transfert 19 afin que le transfert de la quantité Q'I.1 de frigories s'effectue progressivement pendant la durée estimée d'l,. du cycle. Cette consigne correspond en pratique à la quantité de frigories à transférer aux produits dans l'enceinte par unité de temps. Les moyens de transfert 19 sont alors mis en marche, à l'étape 116, en fonction de cette consigne. Au cours du fonctionnement des moyens de trans- fert de frigories, dès que les moyens de commande 42 reçoivent, à l'étape 118, un signal de demande de pro- duit, les étapes 102 à 116 sont à nouveau mises en oeuvre, un produit croûté étant extrait de l'enceinte et un nouveau produit à croûter y étant introduit. Si, à l'étape 120, la durée mesurée Dn+1 écoulée depuis la réception du dernier signal de demande de produit est supérieur à une première durée prédéterminée drefl, par exemple égale à 110 % de la durée estimée d' nl, , les moyens de commande 42 provoquent, à l'étape 122, l'arrêt des moyens de transfert de frigories 19 ou le ralentissement de leur débit pour éviter un croutage trop important des produits. Ce croutage excessif pourrait en effet être nuisible pour l'unité de tranchage disposée en aval. Un tel retard de réception du signal de demande peut être dû à un changement de cycle de fonctionnement de l'unité de tranchage, ou encore à un incident survenu sur celle-ci. Si un signal de demande est reçu, à l'étape 124, alors les étapes 102 à 116 sont à nouveau mises en oeuvre. Si tel n'est pas le cas et que la durée écoulée Dn.1 depuis la réception du dernier signal de demande est supérieure à une seconde durée prédéterminée dref2, par exemple égale à 120% de la durée d'n+. (étape 126), alors les moyens de commande 42 actionnent, à l'étape 128, les vérins 22B et 24B afin de provoquer l'ouverture des por- tes. Ainsi, l'intérieur de l'enceinte est mis en contact avec l'air ambiant afin de provoquer une ventilation conduisant à une remontée de la température à l'intérieur de celle-ci et ainsi éviter une congélation à coeur des produits à croûter. Les moyens de commande 42 assurent ensuite, à l'étape 130, une commande adaptée des moyens 19 de trans- fert de frigories et de l'ouverture des portes 22A, 24A afin de chercher à garder un niveau de croutage accepta- ble au produit le plus ancien dans l'enceinte. Cette étape 130 s'achève lorsque, à l'étape 132, un signal de demande est obtenu. Les étapes 102 à 116 sont alors mises en oeuvre. Il est possible, lors du calcul de la durée moyenne d' n1 pour estimer la durée du cycle en cours, d'exclure du calcul de la moyenne les durées supérieures à une valeur prédéterminée par exemple égales à la seconde valeur prédéterminée dref2, qui correspondent à des cycles anormaux de fonctionnement de l'unité de tranchage (panne, changement de réglage). Lors de la mise en route de l'installation, des valeurs moyennes sont stockées dans les registres de la pile R pour les durées et les quantités de frigories transférées. On conçoit qu'avec une telle installation, les cycles de fonctionnement peuvent être de longueurs variables, sans que l'état de croutage des produits ne s'en trouve affecté. Même en cas de problèmes importants sur l'unité de tranchage, provoquant un arrêt prolongé, les produits ne risquent pas une congélation excessive qui pourrait endommager les lames ou tout autre partie de l'unité de tranchage. Le dispositif de croutage décrit ici comporte des moyens de transfert de frigories par convexion forcée. Toutefois, tout autre moyen de transfert de frigories peut être utilisé, par exemple des moyens de pulvérisa- tion directe d'un liquide cryogénique sur les produits ou encore la mise en contact des produits avec ce liquide cryogénique. De plus, dans l'installation décrite, l'azote liquide peut être remplacé par du dioxyde de carbone liquide pour l'alimentation de la couronne de pulvérisation. Dans l'exemple décrit, le dispositif s'attache à la détermination de la quantité de frigories à transférer aux produits contenus dans l'enceinte. En particulier, les valeurs stockées dans la pile R correspondent aux quantités de frigories reçues par les produits lors de chaque cycle. Toutefois, le dispositif peut, en variante, s'attacher à la régulation de la température dans le compartiment inférieur 16B de l'enceinte. En effet, la quantité de frigories transférée est liée directement à la température dans l'enceinte et au temps de séjour, de sorte qu'il est équivalent de commander la quantité de frigories transférée ou la température dans l'enceinte. Dans ce cas, les valeurs stockées dans la pile R en plus de la durée de chaque cycle est la température du compar- timent inférieur de l'enceinte mesurée par le capteur 46. En variante, le dispositif de croutage peut comporter plusieurs convoyeurs indépendants. REVENDICATIONS 1.- Dispositif (12) de croutage en ligne de produits (P) destiné à alimenter une unité (14) de préparation des produits disposée en aval du dispositif (12), du type comportant une enceinte (16) munie de moyens (19) de transfert de frigories pour le croutage des produits et au moins un convoyeur (18) d'introduction des produits dans l'enceinte (16) et d'extraction de ceux-ci, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (42, 44) de réception d'un signal de demande d'un produit émis par ladite unité de préparation (14), des moyens de commande (42) du ou de chaque convoyeur (18) pour, lors de la réception d'un signal de demande, extraire de l'enceinte (16) le produit crouté le plus ancien dans l'enceinte, et sensiblement simultanément introduire dans l'enceinte (16) un nouveau produit à crouter, et en ce qu'il comporte des moyens de commande (42) des moyens de transfert de frigories pour commander la quantité de frigories à transférer aux produits présents dans l'en- ceinte par unité de temps en fonction d'au moins une durée écoulée entre deux instants successifs de réception de signaux de demande précédents issus de l'unité de préparation (14). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de commande des moyens de transfert de frigories comportent des moyens (R) de mémorisation pour chaque produit présent dans l'enceinte de la durée écoulée depuis son introduction dans l'en- ceinte et de la quantité de frigories transférée à ce produit, et en ce qu'ils comportent en outre des moyens (42) de calcul de la quantité de frigories à transférer au produit le plus ancien en vue de l'achèvement de son croutage et des moyens d'estimation de la durée jusqu'à l'instant de réception du signal de demande suivant, la quantité de frigories à transférer aux produits présents dans l'enceinte par unité de temps étant déterminée à partir de la quantité calculée de frigories à transférer au produit le plus ancien et de ladite durée estimée. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les moyens (42) d'estimation de la durée écoulée jusqu'à l'instant de réception du signal de demande suivant comportent des moyens d'établissement de la moyenne de durées écoulées entre les instants succes- sifs de réception des signaux de demande précédents. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la durée moyenne établie est calculée à partir des k dernières durées écoulées, k étant le nombre de produits simultanément contenus dans l'enceinte. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (42) d'arrêt des moyens (19) de transfert de frigories, au cas o la durée écoulée depuis l'instant de réception du dernier signal de demande excède une pre- mière durée prédéterminée. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (22A, 22B, 24A, 24B) de ventilation de l'en- ceinte en vue du réchauffement de celle-ci, au cas o la durée écoulée depuis l'instant de réception du dernier signal de demande dépasse une seconde durée prédétermi- née. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que l'enceinte comporte des portes (22A, 24A) d'obturation des ouvertures (22, 24) d'introduction et d'extraction des produits, ces portes étant normalement fermées en dehors des périodes d'introduction et d'ex- traction des produits et en ce que les moyens de ventila- tion de l'enceinte comportent des moyens (22B, 24B) d'ouverture momentanée de ces portes en dehors des périodes d'introduction et d'extraction.