Brevet FR2763540A1 — publié le 19981127

Procédé et dispositif de marquage de produits alimentaires. La présente invention concerne le domaine du marquage de produits alimentaires, notamment de biscuits sur au moins une face desquels on veut faire figurer une inscription, telle qu'un dessin ou une dénomination. Dans le cas de biscuits à pâte sablée, on connaît, dans l'art antérieur, un procédé de marquage dans lequel on vient appliquer une matrice sur la face supérieure d'un biscuit avant sa cuisson. La matrice porte en creux l'inscription que l'on veut voir figurer sur le biscuit et est appliquée puis retirée du biscuit, celui-ci subissant ultérieurement l'opération de cuisson. Toutefois, on a remarqué que la pâte formant le biscuit peut avoir tendance à adhérer à la matrice ce qui induit une déformation des bords de l'inscription figurant sur ledit biscuit. De plus, la cuisson induit une déformation supplémentaire des bords de l'inscription. La présente invention a donc pour objet de remédier aux inconvénients du procédé ci-dessus en proposant un procédé dans lequel la pâte ne colle pas à la matrice et permettant d'obtenir une inscription nette. Le procédé de marquage, selon l'invention, est destiné à des produits alimentaires et est effectué au moyen d'au moins une tête de marquage portant une empreinte. On amène le produit alimentaire à proximité de ladite tête de marquage, et on enfonce la tête de marquage dans le produit alimentaire, la tête de marquage vibrant à une fréquence ultrasonore. On évite ainsi l'adhésion de la pâte à biscuit sur la tête de marquage. La fréquence de vibration peut être ultrasonore, par exemple comprise entre 18 et 40 kHz, de préférence 20 kHz. Une telle vibration est inaudible à l'oreille humaine. Dans un mode de réalisation de l'invention, on procède à l'étape de marquage avant une étape de cuisson du produit alimentaire. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on procède à l'étape de marquage après une étape de cuisson du produit alimentaire. De façon surprenante, on a en effet constaté que le produit alimentaire pouvait être marqué après la cuisson malgré le durcissement qui en résulte. Pour des biscuits, la tête de marquage parvient à s'enfoncer dans ceux-ci sans les briser et à effectuer un marquage satisfaisant dont les bords de l'inscription sont très nets. Dans un mode de réalisation de l'invention, on procède au marquage simultané d'une pluralité de produits alimentaires préalablement alignés. La présente invention a également pour objet un produit alimentaire, notamment un biscuit à pâte sablée obtenu par le procédé cidessus. Le dispositif de marquage de produit alimentaire, selon la présente invention, est destiné à être utilisé le long d'une chaîne de production. I1 comprend une pluralité de sonotrodes pourvues sur une face d'une empreinte de marquage, le marquage devant être réalisé sur les produits alimentaires. Les sonotrodes sont mobiles pour entrer en contact et s'enfoncer dans une face correspondante des produits alimentaires. Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque sonotrode est animée par un convertisseur recevant en entrée une tension électrique à une fréquence déterminée, et émettant en sortie une vibration mécanique de la même fréquence. Le dispositif peut comprendre au moins une rangée de sonotrodes disposées perpendiculairement à un sens d'avancement des produits alimentaires. On peut ainsi procéder au marquage simultané de plusieurs produits alimentaires et augmenter les cadences de production. Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque sonotrode est montée sur un organe mobile et se déplace parallèlement aux produits alimentaires à une vitesse sensiblement égale à la vitesse des produits alimentaires en vue de leur marquage en déplacement. On peut ainsi procéder à un marquage de produits alimentaires de types différents tels que biscuits à pâte sablée ou non, pains ou pâtisseries comprenant une croûte extérieure, chocolats, confitures, etc. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une sonotrode pourvue de ses moyens d'actionnement; la figure 2 est une vue de face en élévation d'un dispositif de marquage selon l'invention ; et la figure 3 est une vue de dessous en élévation d'une sonotrode. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif de marquage 1 comprend une sonotrode 2 réalisée en aluminium, en acier, ou de préférence en alliage de titane et de forme sensiblement cylindrique avec un épaulement 2a et une face inférieure 2b prévue pour entrer en contact avec les produits à marquer. La sonotrode 2 est supportée par un élément d'adaptation 3 lui-même supporté par un convertisseur 4. Le convertisseur 4 est alimenté en énergie électrique par un dispositif de commande 5 comprenant un générateur pour fournir de l'énergie électrique à la fréquence de 20 kHz. Le dispositif de commande 5 est alimenté par le réseau électrique 50/60 Hz. Le convertisseur 4 transforme les oscillations électriques en vibrations mécaniques de même fréquence. Le coeur du convertisseur 4 est un élément piézoélectrique actif qui se dilate et se contracte lorsqu'il est soumis à une tension alternative. Par exemple, l'élément piézoélectrique comprend du zircano-titanate de plomb. Un marquage par ultrasons satisfaisant peut dépendre de l'amplitude correcte du mouvement de la face inférieure 2b de la sonotrode 2. Cette amplitude est fonction du profil de la sonotrode 2, luimême déterminé au moins en partie par la taille et la forme des produits à marquer. L'élément d'adaptation 3 est utilisé pour modifier l'amplitude des vibrations appliquées au produit alimentaire par la sonotrode 2. L'élément d'adaptation 3 est un outil de résonance d'une demi-longueur d'onde fabriqué en aluminium ou en titane. L'élément d'adaptation 3 est conçu pour résonner à la même fréquence que le convertisseur 4 qui le supporte, et est monté sur le point nodal (vibration minimum) de l'axe vertical du dispositif pour minimiser la perte d'énergie. La sonotrode 2 est également d'une dimension égale à une demi-longueur d'onde. Sous la face inférieure 2b de la sonotrode 2, est prévue une bande transporteuse 6 partiellement représentée et sur laquelle sont disposées à la file une pluralité de biscuits 7 à pâte sablée devant recevoir un marquage. La bande transporteuse 6 avance de façon continue dans le sens illustré par la flèche. En aval de la sonotrode 2 est disposée une barrière mobile 8 comprenant une pluralité de dents orientées vers la bande transporteuse 6 et d'espacement tel qu'elles soient capables d'arrêter un biscuit 7. La barrière mobile 8 est déplacée verticalement par un actionneur 9, par exemple un vérin pneumatique, de façon à se lever et à s'abaisser successivement en bloquant un biscuit 7, ou au contraire en le laissant passer. Les biscuits 7 sont disposés sur la bande transporteuse 6 à intervalles relativement réguliers. Lorsqu'un biscuit 7 arrive sous la sonotrode 2, la barrière mobile 8 est abaissée. Le biscuit 7 est ainsi arrêté tandis que la bande transporteuse 6 continue son mouvement. La sonotrode 2 qui vibre en permanence est alors descendue en contact avec la face supérieure 7a du biscuit 7 et l'empreinte 10 (figure 3) de la face inférieure 2b de la sonotrode 2 est formée sur le biscuit 7. La sonotrode 2 est ensuite relevée et la barrière mobile 8 est également relevée. Le biscuit 7 reprend son mouvement sur la bande transporteuse 6 et le biscuit 7 suivant se présente sous la sonotrode 2. Dans le cas où l'espacement des biscuits 7 en amont de la sonotrode 2 nécessite d'être régularisé, on peut prévoir une barrière mobile, non représentée, du même type que la barrière mobile 8 et disposée en amont et à proximité immédiate de la sonotrode 2 pour que celle-ci soit alimentée régulièrement en biscuits 7. Pour des raisons d'économie d'énergie, on pourrait aussi prévoir de faire vibrer la sonotrode 2 par intermittence lors du contact avec les biscuits 7. Sur la figure 2, est représenté un dispositif de marquage 1 1 adapté à la production à la chaîne en grande série de produits alimentaires subissant un marquage. Le dispositif de marquage 11 comprend un portique 12 pourvu d'une traverse 13 et de montants 14 situés aux extrémités de celle-ci. La traverse 13 supporte une pluralité de dispositifs individuels de marquage 1 tels qu'illustrés sur la figure 1. La bande transporteuse 6 est de grande largeur pour supporter un nombre de files de biscuits 7 correspondant au nombre de dispositifs individuels de marquage 1. Sous chaque montant 14 est disposée une came 15 montée rotative autour d'un axe 16 et dont la rotation entraînée par un moteur, non représenté, provoque la montée puis la descente successives de l'ensemble du portique 12. L'extrémité inférieure de chaque montant 14 est pourvue soit d'un patin de glissement en matériau à faible coefficient de frottement, soit d'un galet roulant. A chaque tour de la came 15, le portique 12 vient marquer une rangée de biscuits 7 par l'intermédiaire des dispositifs individuels de marquage 1. La vitesse de rotation des cames 15 est proportionnelle à la vitesse d'avancement de la bande transporteuse 6. Pour améliorer le fonctionnement du dispositif on peut prévoir un capteur de position sur les cames 15 pour contrôler parfaitement leur position angulaire et donc la distance entre les faces inférieures 2b des sonotrodes et les biscuits 7. En variante, on peut prévoir un dispositif de marquage continu pourvu de plusieurs traverses 13 elles-mêmes supportant plusieurs dispositifs individuels de marquage 1. Les traverses 13 sont solidaires d'une chaîne sans fin se déplaçant à la même vitesse que la bande transporteuse 6. Les biscuits 7 peuvent ainsi être marqués à la volée sans interrompre leur mouvement ce qui permet d'accroître les cadences de fabrication. Le dispositif de marquage peut être disposé dans la chaîne de production soit en amont d'un four tunnel, soit en aval, les biscuits étant alors emballés et conditionnés après l'opération de marquage. Les biscuits 7 peuvent être de la forme illustrée sur les figures 1 et 2 mais peuvent également présenter une surface supérieure plus ou moins bombée et une forme générale ronde, ovale, carrée, ou autre. Grâce à l'invention, on peut procéder au marquage de produits alimentaires de formes et de natures variées avant, ou de préférence après leur cuisson, tout en obtenant une inscription d'une grande netteté et facilement lisible si elle comporte des lettres ou des chiffres. Le marquage peut être effectué quelle que soit la forme du produit alimentaire et quelle que soit la forme du marquage. REVENDICATIONS 1. Procédé de marquage de produits alimentaires au moyen d'au moins une tête de marquage portant une empreinte, dans lequel on amène le produit alimentaire à proximité de ladite tête de marquage, et on enfonce la tête de marquage dans le produit alimentaire, la tête de marquage vibrant à une fréquence ultrasonore. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de vibration est comprise entre 18 et 40 kHz, de préférence 20 kHz. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on procède à l'étape de marquage avant une étape de cuisson du produit alimentaire. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on procède à l'étape de marquage après une étape de cuisson du produit alimentaire. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on procède au marquage simultané d'une pluralité de produits alimentaires préalablement alignés. 6. Produit alimentaire obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Biscuit à pâte sablée obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8. Dispositif de marquage de produits alimentaires le long d'une chaîne de production, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de sonotrodes (2) pourvues sur une face d'une empreinte de marquage (10), le marquage devant être réalisé sur les produits alimentaires (7), les sonotrodes étant mobiles pour entrer en contact et s'enfoncer dans une face correspondante des produits alimentaires. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que chaque sonotrode est animée par un convertisseur (4) recevant en entrée une tension électrique à une fréquence déterminée, et émettant en sortie une vibration mécanique de la même fréquence. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une rangée de sonotrodes disposées perpendiculairement à un sens d'avancement des produits alimentaires. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que chaque sonotrode est montée sur un organe mobile et se déplace parallèlement aux produits alimentaires à une vitesse sensiblement égale à la vitesse des produits alimentaires en vue de leur marquage en déplacement.