Brevet FR2934990A1 — publié le 20100219

DISPOSITIF MOBILE DE REMPLISSAGE A CHAUD, DE BOUCHAGE ET DE LAVAGE DE CONTENANTS La présente invention concerne un dispositif mobile de remplissage à chaud et de bouchage de contenants. Le dispositif trouve une application toute particulière aux jus de fruits produits sur de propriétés agricoles du type jus de raisin, jus de pommes. Il existe de nombreuses propriétés qui disposent de ces jus de fruits tels que jus de raisin, jus de pommes et qui souhaitent pouvoir conditionner ces produits afin de les commercialiser, généralement par des circuits directs. Dans ces cas, du fait du prix des jus, il apparaît économiquement impossible de pouvoir fournir le jus à une société externe de conditionnement. En effet, dans le cas d'un conditionnement délocalisé, il faut d'abord convoyer le jus jusqu'au lieu de conditionnement puis il faut le conditionner à travers une chaîne de conditionnement dont la capacité est généralement importante pour pouvoir répondre à toutes les demandes mais souvent surdimensionnée. Ceci induit des frais importants de conduite de la chaîne par du personnel spécialisé, de nettoyage de la chaîne entre deux lots différents, une gestion des contenants pour chaque production, des frais de stockage de ces contenants vides et pleins et enfin il convient de ramener le jus conditionné dans ses contenants jusqu'au lieu de vente à savoir la propriété dont le jus est issu. Le bilan transport n'est pas satisfaisant et le coût final ne peut pas être adapté au marché ou du moins les marges ne peuvent pas être satisfaisantes. Il est aussi nécessaire de tenir compte de ce que la chaîne de conditionnement n'est pas toujours disponible au moment opportun pour le récoltant. Certaines propriétés disposent de moyens de conservation réfrigérés, ce qui permet, pour le jus de raisin, de différer d'une dizaine de jours la mise en bouteilles après le pressage sinon, en l'absence de moyens de conservation au froid de ce type de jus, il est nécessaire de procéder à une mise en bouteille très rapide de l'ordre de quelques heures, voire plus avantageusement immédiatement après la production du jus. Pour le jus de pommes, il est meilleur de procéder à un pressage suivi immédiatement de la mise en bouteille. La mise en bouteille de tels jus doit être effectuée dans des conditions 10 permettant la destruction des organismes pathogènes et la voie retenue est le remplissage à chaud, au moins 70°C. Il est alors certain que les microorganismes indésirables sont détruits par la chaleur. On note aussi que lors du remplissage à chaud, les contenants c'est-à-dire la 15 bouteille généralement mais aussi le système de fermeture sont aseptisés simultanément au remplissage avec le liquide chaud. Afin de réaliser une prestation de remplissage sur le lieu de production du jus, avec une grande souplesse, en conservant toutes les qualités au jus embouteillé, la présente invention propose un dispositif de remplissage autonome, mobile et 20 rapide, jusqu'à 1500 bouteilles à l'heure, de façon simple, économique et en toute sécurité sanitaire. Le dispositif mobile de remplissage à chaud et de bouchage est maintenant décrit en détail suivant un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent 25 - figure 1 : une vue schématique du dispositif mobile, - figure 2 : une vue schématique de dessus de la chaîne de remplissage proprement dite, - figure 3 : une vue de détail du synoptique de remplissage d'une bouteille. Sur la figure 1, le dispositif est représenté en mode de prestation avec toutes les unités en service, ces unités étant adaptées pour être logées dans un véhicule du type fourgon. Ce dispositif comprend une unité 10 de chauffage, une unité 12 de remplissage 5 proprement dite à partir d'une source S de jus, une unité 14 de bouchage et une unité 16 de lavage des contenants ainsi bouchés. L'unité 12 de chauffage doit être puissante et autonome et recourt, dans le mode de réalisation préféré, à une chaudière alimentée en fioul domestique par exemple, du type à haut rendement avec un réservoir de fioul associé également 10 disposé dans le véhicule. Cet aménagement n'est pas représenté car parfaitement connu. Ce chauffage vise à produire de l'eau chaude circulant dans un échangeur 18 de chaleur embarqué à bord dudit véhicule. Cet échangeur 18 de chaleur est du type à contre courant et comprend un circuit 20 du jus à chauffer et un circuit 22 15 d'eau chaude mise en température par la chaudière. Ainsi, le circuit du jus entre par la sortie de l'eau chaude et circule à contre courant si bien que le jus sort au niveau de l'entrée de l'eau chaude de façon que le jus soit porté à la même température que l'eau chaude. La longueur d'échange est suffisante et adaptée pour assurer une mise en température certaine du jus. 20 Des capteurs de température peuvent être installés sur les différentes conduites pour réguler la température de l'eau en fonction de la température nécessaire du jus en sortie. Ainsi, avec un même échangeur, il est possible d'obtenir de façon certaine du jus à la température de pasteurisation alimentaire, ceci quelle que soit la 25 température initiale du jus liée aux conditions de stockage. La longueur et les qualités d'échange étant constantes, il suffit de réguler la température de l'eau primaire de l'échangeur. L'unité 12 de remplissage comprend une platine 24 de réception d'au moins un contenant, en l'occurrence quatre contenants. La platine est avantageusement une grille. Cette unité 12 de remplissage comprend en outre des moyens 26 de distribution du jus chauffé, issu de l'échangeur, précédés d'un filtre F de façon préférentielle. Ces moyens 26 de distribution comportent au moins un bec 28 de remplissage, en l'occurrence quatre becs, un par bouteille. Ces becs sont solidaires d'une tête 30, mobile en translation par rapport à un portique 32. La tête peut ainsi prendre une position extrême basse P1 et une position extrême haute P2. La position extrême basse correspond à la phase de début de remplissage comme il sera expliqué plus avant et la position extrême haute est la position d'attente entre deux remplissages. Les mouvements de la tête sont contrôlés et le passage entre les deux positions extrêmes est progressif et régulier. Un vérin électrique est une solution pour manoeuvrer la tête de façon adaptée. En partie inférieure de l'unité 12 de remplissage, il est prévu un bac 34 de collecte du jus écoulé des bouteilles par débordement, ce bac formant un entonnoir. Ce bac 34 de collecte est relié à une cuve 36 tampon, avec un écoulement par simple gravité. Ce bac de collecte est équipé d'un filtre si nécessaire et se trouve relié au circuit 20 du jus à chauffer afin de réintroduire le jus qu'il contient dans le circuit de remplissage, comme montré sur les dessins. Il est en outre prévu des moyens 38 de positionnement automatique des bouteilles sur la platine pour avoir la certitude d'un placement de chaque bouteille avec son goulot en regard de chaque bec. A cet effet, ces moyens de positionnement comprennent un bras 40 mobile entre trois positions, la première de réception des bouteilles déposées manuellement sur la platine devant ledit bras, une seconde de placement, sous le portique dans laquelle chaque goulot de bouteille se trouve au droit de chaque bec et une troisième de poussée des bouteilles de l'autre côté du portique, toujours sur la platine 24 de réception. L'unité de bouchage 14 travaille bouteille par bouteille. La bouteille ayant été remplie lors de son passage à travers l'unité de remplissage reçoit dès la sortie, une capsule 42 du type capsule à visser déposée manuellement. Ce type de capsule travaille avec un angle de fermeture par rotation très limité de 30° environ, connu aussi sous le nom commercial de capsule "Twist OFF". La capsule comporte dans le mode ainsi commercialisé, des crans qui viennent coopérer avec des crans ménagés sur le goulot de la bouteille. Le vissage des capsules doit être adapté car trop fort il conduit à dépasser la résistance des crans et à les déformer, rendant la capsule non étanche et trop faible, la capsule court le risque de se dévisser et de fuir. Aussi, plutôt qu'un angle de fermeture, on préfèrera mesurer un déplacement linéaire périphérique afin d'être certain de ne pas dépasser les crans. L'unité de bouchage comprend un socle 44 destiné à recevoir le cul d'une bouteille. Afin d'éviter les déplacements en rotation de la bouteille, ce socle comporte un revêtement en caoutchouc ou un matériau analogue. En partie supérieure, au droit de ce socle, il est prévu une tête 46 de vissage. Cette tête est composée d'un patin 48 en matériau anti-friction sensiblement au profil et dimensions des capsules. La tête 46 de vissage comprend un moteur 50 d'entraînement en rotation du patin 48. Le socle 44 est mobile en translation verticale entre une position d'attente dans laquelle une bouteille peut être mise en place sur le socle, en attente sous le patin 48 et une position de travail dans laquelle le socle est soulevé de façon à mettre en pression la capsule sur le patin pour assurer son entraînement en rotation. Le moteur 50 est équipé d'un limiteur de couple, non représenté car de type électronique. Ce limiteur de couple assure l'interruption de la rotation dès qu'un 5 couple de rotation donné est atteint. Le couple de vissage de la capsule est ainsi constant et limité à une valeur maximale donnée. Une fois la bouteille bouchée au moyen d'une capsule, cette bouteille obturée à chaud est déplacée manuellement vers l'unité de lavage. 10 Cette unité de lavage comprend des buses 52 de projection d'eau orientées de façon adaptée pour projeter de l'eau sur toute la surface de chaque bouteille. Cette projection assure en plus du retrait des traces de jus, un premier refroidissement simultané du contenu. Le contenant en sortie de l'unité de lavage peut être stocké sur palette ou tout 15 autre réceptacle adapté. Le dispositif mobile inclut également une armoire de commande qui n'est pas détaillée car à la portée de l'homme de l'art. Cette armoire inclut les différents relais, programmateurs, interrupteurs, relais d'électrovannes, les alimentations électriques et pneumatiques. 20 Le dispositif mobile selon l'invention est mis en oeuvre de la façon suivante. Une fois sur site, l'unité 12 de remplissage peut être extraite du véhicule de transport. Les connexions fluides sont opérées et les connexions électriques également. Sur site, il suffit donc de ces deux alimentations et d'une zone de travail comme 25 il en existe dans toutes les exploitations agricoles. Enfin il convient de connecter le dispositif à la source de jus, généralement à proximité de la zone de travail retenue. La mise en service s'effectue par une alimentation manuelle de la platine 24 de réception en bouteilles vides, par un opérateur, au sein des moyens 38 de positionnement automatique des bouteilles. En l'occurrence quatre bouteilles sont positionnées devant le bras 40 mobile. Les bouteilles sont ensuite translatées pour être positionnées immédiatement sous les becs 28 de remplissage respectifs. Sur commande d'un opérateur, la tête 30 supportant les becs descend dans les bouteilles de la position extrême haute P2 vers la position extrême basse P1. Chaque bec 28 débouche au fond de chaque bouteille et l'alimentation en jus chaud peut débuter, le positionnement bas de chaque bec évitant la formation de mousse. Au fur et à mesure de l'écoulement, la tête est remontée, sensiblement à la vitesse de remplissage, mais toujours de façon à conserver la sortie des becs sous le niveau de jus dans la bouteille. Ce mouvement de remontée de la tête 30 et des becs 28 associés se poursuit jusqu'à débordement du jus au-dessus du col. Le volume immergé des becs dans le liquide est ainsi compensé au fur et à mesure et ne limite pas le remplissage. Le jus débordant est recueilli dans le bac 34 de collecte et conduit vers la cuve 36 tampon. Les bouteilles sont donc bien complétées jusqu'au ras du goulot avec du liquide chaud, pasteurisé. Les quatre bouteilles sont poussées vers l'opérateur ayant commandé le remplissage qui peut alors s'en saisir, une par une, afin de positionner chacune d'elles tour à tour sur le socle de l'unité de bouchage après avoir disposé manuellement une capsule sur le dessus du goulot. La bouteille munie de sa capsule repose sur le socle. Sur commande de l'opérateur, le socle 44 passe de sa position d'attente sous le patin 48 à la position de travail dans laquelle le socle est soulevé de façon à mettre en pression la capsule sur le patin 48 de la tête de vissage. En position haute, le moteur assure une mise en rotation du patin et donc une mise en rotation de la capsule par rapport au goulot de la bouteille avec un effort mesuré et correspondant au couple de vissage nécessaire et réglé. Dès que ce couple de vissage est atteint, le moteur est stoppé. La capsule est ainsi verrouillée sur le goulot avec un vissage adéquat et conforme aux préconisations du fournisseur. Lorsque la bouteille refroidit, le volume du liquide se contracte sous l'effet des variations de température et assure une mise en dépression de l'intérieur de la bouteille. Ceci est la condition sine qua non pour obtenir une conservation de longue durée du contenu de ces contenants. L'étanchéité est renforcée au niveau de la capsule qui se trouve plaquée sur le bord du goulot avec la force de la dépression qui s'est créée à l'intérieur de la bouteille. Chaque bouteille ainsi obturée par une capsule est transférée manuellement vers l'unité de lavage. Au passage à travers cette unité, des buses projettent de l'eau de lavage sur les bouteilles, sur toute la surface, en particulier à proximité immédiate de la capsule. Chaque bouteille remplie est alors prête pour être stockée et/ou pour recevoir une étiquette. L'intérêt de ce dispositif est de pouvoir être installé en tout lieu de production 20 moyennant des raccordements simples en eau et électricité. On note aussi que la capacité de 1500 bouteilles/heure, donnée à titre indicatif correspond bien aux capacités de production de ces exploitations, une opération d'embouteillage se déroulant sur une journée ou quelques journées. Cette cadence est supérieure à celle des installations existantes. 25 L'approvisionnement des bouteilles vides et leur stockage est assuré par le propriétaire. Les bouteilles subissent un minimum de transport, le jus est également soumis à très peu de transferts, de pompages, de chauffages, de risques de pollution et le propriétaire peut utiliser sa propre main d'ceuvre pour l'embouteillage sans faire appel à l'extérieur, ce qui est particulièrement appréciable. L'embouteillage peut aussi être réalisé immédiatement à la suite du pressage des raisins ou des pommes par exemple, ce qui permet de conserver toutes les qualités du jus. Le mode de réalisation selon l'invention tel que décrit peut subir des aménagements ou variantes sans sortir du cadre de l'invention, c'est ainsi que le mode de réalisation préférentiel prévoit de faire monter le socle vers la tête de vissage mais il est aussi possible de faire descendre la tête de vissage vers le socle qui reste immobile. Il en est de même pour la platine de réception et les becs de remplissage, le but étant d'obtenir un mouvement relatif de l'un des éléments par rapport à l'autre. Les automatismes peuvent être complétés selon un perfectionnement de l'invention, notamment par un pilotage de l'avance des bouteilles vides sous le portique, au droit des becs de remplissage. De même, la présence des bouteilles en place peut être détectée et peut déclencher automatiquement le remplissage avec la descente rapide des becs et leur remontée lente. Selon un perfectionnement de la présente invention, les bouteilles sont poussées les unes à la suite des autres vers le poste de vissage des capsules par tout moyen adapté de poussage. L'arrivée d'une bouteille au poste de vissage déclenche alors directement un contacteur pour mettre en service le cycle de vissage de la capsule du contenant déclencheur, donc en place. REVENDICATIONS1. Dispositif mobile de remplissage à chaud, notamment avec des jus, de contenants tels qu'une bouteille et de bouchage de ces contenants au moyen d'une capsule, caractérisé en ce qu'il comprend une unité (10) de chauffage du jus, une unité (12) de remplissage des contenants avec le jus chaud, une unité (14) de bouchage des contenants immédiatement après remplissage à débordement et une unité (16) de lavage des contenants ainsi bouchés. 2. Dispositif mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (12) de remplissage comprend une platine (24) de réception d'au moins un contenant, des moyens (26) de distribution du jus chauffé comportant au moins un bec (28) de remplissage à débordement. 3. Dispositif mobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque bec (28) de remplissage est mobile en translation verticale entre une position extrême basse P1 et une position extrême haute P2, de façon à suivre le niveau de remplissage en étant maintenu sous ce niveau en permanence, jusqu'à débordement du jus. 4. Dispositif mobile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la platine (24) est constituée d'une grille et comprend un bac (34) de collecte du jus écoulé des bouteilles. 5. Dispositif mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de bouchage (14) d'un contenant avec une capsule (42), comprend un socle (44), destiné à recevoir le cul d'un contenant et une tête (46) de vissage équipée d'un patin (48) en matériau anti friction sensiblement au profil et dimensions des capsules de façon à mettre en pression la capsule sur le patin pour assurer son entraînement en rotation par un mouvement relatif du socle et de la tête de vissage l'un vers l'autre. 6. Dispositif mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (46) de vissage comprend un moteur (50) d'entraînement en rotation du patin (48) et en ce que ce moteur (50) est équipé d'un limiteur de couple destiné à assurer l'interruption de la rotation dès qu'un couple de rotation donné est atteint. 7. Dispositif mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que unité (16) de lavage des contenants comprend des buses (52) de projection d'eau, orientées de façon adaptée pour projeter de l'eau sur toute la surface de chaque bouteille. 8. Dispositif mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité (10) de chauffage de jus comprend une chaudière destinée à produire de l'eau chaude circulant dans un échangeur (18) de chaleur, cet échangeur (18) de chaleur étant du type à contre courant avec un circuit (20) du jus à chauffer et un circuit (22) d'eau chaude mise en température par ladite chaudière.