Brevet FR3068232A1 — publié le 20190104

Machine de nettoyage de gobelets La présente invention concerne une machine de nettoyage de gobelets. On connaît de nombreux distributeurs de boissons chaudes comme du café, 5 du thé ou des soupes ou de boissons froides comme des fontaines à eau par exemple qui utilisent des gobelets. A ce jour, ces distributeurs utilisent de façon quasi exclusive des gobelets jetables à usage unique. Même si ces gobelets sont généralement récupérés dans des récipients 10 spécifiques pour le recyclage, le bilan écologique n'est pas très favorable. En France, la loi de transition énergétique pour la croissance verte a été validé récemment et prévoit que la production et l'utilisation de vaisselle jetable en plastique ne sera plus autorisée d'ici 2020. Il est donc nécessaire de changer les gobelets utilisés aujourd'hui en les 15 remplaçant par des gobelets à usages multiples qui permettent d'améliorer le bilan écologique des distributeurs connus. Toutefois, pour être réutilisés les gobelets après usage doivent être nettoyés rapidement et efficacement pour pouvoir être remis à disposition lors d'une nouvelle distribution de boisson. 20 Le document EP 2 559 369 décrit une machine de nettoyage de gobelet par lots. Dans cette machine, des gobelets sont préalablement lavées avec une eau de lavage purifiée et pulvérisée sous haute pression à la fois à l'intérieur des gobelets et par-dessus. Puis les gobelets sont séchés en utilisant de la vapeur d'eau par pulvérisation sous haute pression à la fois à l'intérieur des gobelets et par-dessus, 25 ce qui permet de nettoyer un grand nombre de gobelets simultanément de façon propre et rapide. Toutefois, cette machine est plutôt adaptée à la restauration pour réduire le temps et l'effort requis pour le lavage d'un nombre important de gobelets tout en satisfaisant aux conditions sanitaires réglementaires. Cette machine n'est pas 30 adaptée ou adaptable à un distributeur de boissons. En effet, cette machine nécessite d'être chargée à la main. De plus, elle semble utiliser à la fois de l'eau pour un prélavage, puis de la vapeur d'eau pour 2 l'aspect stérilisation et nécessiter une quantité d'énergie importante. Le document JP2002150416 divulgue une machine combinée de distribution de boisson et de nettoyage de gobelets. La machine décrite dans ce document comprend un poste de nettoyage individuel de gobelets. Dans ce poste de nettoyage, les gobelets sont nettoyés par des jets d'un liquide de lavage qui est projeté à l'intérieur et sur l'extérieur d'un gobelet. Le séchage est réalisé par l'air chauffé et puis il y a une stérilisation par rayonnement UV. Toutefois, cette machine est complexe dans son fonctionnement car elle utilise à la fois un liquide de lavage, de la vapeur d'eau et un rayonnement UV pour aboutir à un nettoyage parfait des gobelets. De ce fait, elle est très consommatrice en énergie et le cycle de nettoyage semble plutôt long du fait de l'accumulation des différentes étapes. Le document W02009/o11524 décrit une machine de nettoyage de gobelets comprenant un corps principal ayant un orifice d'entrée de gobelet et un orifice de sortie de gobelet. Une partie de guidage pour guider un gobelet inséré dans l'orifice d'entrée, va convoyer un gobelet sale vers un poste de lavage pour laver le gobelet. Le poste de lavage plonge les gobelets dans un liquide de lavage et utilise pour une meilleure efficacité de lavage des ondes ultrasonores. Puis le gobelet lavé est transporté vers un poste de rinçage pour injecter de l'eau de rinçage à l'intérieur et à l'extérieur du gobelet pour ensuite présenter le gobelet à l'orifice de sortie. Cette machine prévoit également un espace de stockage des gobelets propres incluant une lampe UV pour stériliser les gobelets et un chauffage pour sécher les gobelets. Cette machine présente aussi un problème de consommation d'une quantité importante d'eau de lavage qui doit être recyclée constamment. La présente invention vise donc à proposer une machine de nettoyage de 30 gobelets qui puisse être adaptée à un distributeur de boissons et qui soit économique en eau et énergie tout en offrant un cycle de nettoyage rapide et efficace pour des gobelets réutilisables. 3 A cet effet, l'invention a pour objet une machine de nettoyage d'un gobelet présentant une jupe externe ainsi qu'un fond, la machine comprenant - un poste de nettoyage principal ayant : o un actionneur de déplacement du gobelet disposant d'un bras 5 équipé d'un organe de saisie du fond externe du gobelet, et o un dispositif d'éjection de vapeur d'eau à température et pression élevées présentant une boule centrale dotée de trous pour permettre une éjection radiale de jets de vapeurs d'eau destinés à nettoyer l'intérieur d'un gobelet et d'un organe périphérique 10 formant un anneau de buses d'éjection permettant de projeter de la vapeur d'eau à haute température sur la jupe externe du gobelet, - une unité de commande pour piloter ledit actionneur de façon que le gobelet plonge lors de l'éjection de la vapeur d'eau par le dispositif 15 d'éjection à l'intérieur de l'espace défini par l'organe périphérique en direction de la boule centrale. Du fait de l'éjecteur spécifique de vapeur d'eau et de la cinématique de déplacement du gobelet lors du nettoyage, non seulement on arrive à nettoyer et stériliser le gobelet rapidement, mais on élève aussi la température du gobelet de 20 sorte qu'à la fin de l'éjection de la vapeur d'eau, le gobelet sèche très rapidement sans autre intervention. L'utilisation exclusive de la vapeur d'eau permet de réduire de façon importante la consommation d'eau de la machine. Selon un aspect, l'organe périphérique formant un anneau de buses 25 d'éjection comprend par exemple un tore doté de trous d'éjection. Les trous d'éjection de vapeur sont notamment disposés de façon à éjecter des jets de vapeur d'eau dans une plage angulaire inférieure à 450, notamment inférieure à 22,5° par rapport au plan défini par le tore. 4 La température de la vapeur d'eau est par exemple supérieure à 120°C, notamment supérieure à 130°C et plus spécifiquement comprise entre 130°C et 140°C. La pression de la vapeur d'eau est par exemple supérieure à 2 bars, 5 notamment supérieure à 2,5 bars et plus spécifiquement comprise entre 2,9 bars et 3,2 bars. Le machine peut de plus comprendre un poste de lavage du fond externe du gobelet disposé en amont du poste de nettoyage principal. Ce poste de lavage du fond externe du gobelet comprend notamment un 10 organe de projection de la vapeur d'eau sur le fond externe du gobelet, par exemple sous forme d'une buse de projection. Selon un autre aspect la machine comprend un poste d'accueil de gobelets à nettoyer disposé en amont du poste de lavage du fond externe du gobelet et comprenant un récipient de récupération de restes du gobelet à nettoyer et un 15 actionneur configuré pour retourner le gobelet au-dessus du récipient de récupération. La machine peut de plus comprendre un convoyeur pour relier le poste d'accueil au poste de nettoyage principal via la poste de lavage du fond externe du 20 gobelet. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 montre un schéma synoptique d'une machine de nettoyage d'un gobelet selon l'invention, 25 - la figure 2 montre un schéma simplifié d'un exemple d'un poste d'accueil de gobelets de la machine de la figure 1, 5 - la figure 3 montre un schéma simplifié d'un exemple d'un poste de lavage du fond externe du gobelet de la machine de la figure 1, - la figure 4 montre un schéma simplifié d'un poste de nettoyage principal de la machine de la figure 1 avec un gobelet à nettoyer dans une position 5 d'approche, - la figure 5 montre le poste de nettoyage principal de la figure 4 avec un gobelet dans une position de nettoyage, - la figure 5A montre une vue en coupe de l'organe périphérique d'éjection de vapeur d'eau, 10 - la figure 6 montre une vue de dessus du poste de nettoyage principal en vue de dessus, - les figures 7a, 7b et 7c montre une séquence de nettoyage se déroulant dans le poste de nettoyage principal, - la figure 8 montre un schéma simplifié d'un exemple d'un poste de 15 stockage de gobelets nettoyés de la machine de la figure 1. Sur les figures, les éléments identiques sont identifiés par les mêmes références. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que 20 chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Dans la description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme 25 par exemple premier élément ou second élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et second critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou 6 paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. 5 Dans la suite de la description, un élément ou un poste est disposé en amont ou en aval d'un autre élément ou d'un poste selon le cheminement des gobelets à nettoyer dans la machine à nettoyer des gobelets. Ainsi, un premier poste est situé en amont d'un deuxième poste si tous les gobelets à nettoyer sont d'abord traités dans le premier poste, puis dans le deuxième poste. 10 On va décrire maintenant décrire en référence aux diverses figures un exemple de réalisation. La figure 1 montre un exemple d'une machine 1 de nettoyage d'un gobelet 3. Ce gobelet 3 est par exemple un gobelet en matière plastique, par exemple en polypropylène ou homopropylène sans bisphénol A d'une contenance comprise 15 entre 0,1 et 0,51, notamment 0,21. Ce gobelet 3 a été auparavant distribué par une machine de distribution de boissons et il est à nettoyer car, après usage, il contient des résidus de la boisson qu'il contenait et il a été en contact avec la bouche et des mains de l'utilisateur qui a consommé la boisson. Sur la figure 1 est montré un schéma synoptique d'une machine de nettoyage 1 20 d'un gobelet selon l'invention. Selon le présent exemple de réalisation, la machine de nettoyage 1 présente quatre postes différents pour traiter les gobelets sales 3, à savoir : - un poste d'accueil 5 de gobelets sales, - un poste de lavage 7 du fond externe du gobelet disposé en aval du poste 25 d'accueil 5, - un poste de nettoyage principal 9 disposé en aval du poste de lavage 7, et - un poste de stockage il des gobelets nettoyés disposé en aval du poste de nettoyage principal 9, - ainsi qu'une unité de commande 12 configuré pour piloter les divers postes et le transfert de gobelets 3 entre les postes. Bien entendu, selon la conception de la machine de nettoyage 1, celle-ci peut aussi présenter plus ou moins de postes de traitement que ceux énoncés ci-dessus. 7 Ainsi, on peut éventuellement prévoir un poste de traitement supplémentaire aux UV des gobelets qui soit disposé notamment en aval du poste de nettoyage principal 9. De plus, la machine de nettoyage 1 de gobelets peut être une machine isolée 5 (« stand-alone » en anglais) ou être directement intégrée dans une machine à distribuer des boissons. La version isolée est par exemple préférée si la machine de nettoyage est associée à une fontaine de distribution d'eau minérale. La version intégrée est par exemple préférée si la machine est associée à un 10 distributeur de boissons chaudes comme du café, du thé, du cacao ou encore de la soupe. Pour les gobelets 3, ceux-ci présentent un fond 15 et une jupe externe 13 délimitant un volume interne V destiné à contenir une boisson. Lorsque l'utilisateur souhaite se débarrasser d'un gobelet sale 3, il le pose dans 15 le poste d'accueil 5 dont un schéma exemplaire est montré sur la figure 2. Le poste d'accueil de gobelets à nettoyer 5 qui est disposé en amont du poste de lavage 7 du fond externe du gobelet 3 comprend un actionneur 17 et un récipient de récupération 19 de restes. L'actionneur 17 se compose par exemple d'un module rotatif 17A et d'un vérin 20 17B dont les différents mouvements possibles sont indiqués par des flèches sur la figure 2. Ainsi, l'actionneur 17 dispose à l'extrémité libre du vérin 17B d'un organe de saisie 21 d'un gobelet 3. Il peut s'agir par exemple d'une ventouse ou d'une fourche. Le vérin 17B peut se rétracter (flèche 23A) et tourner autour de son axe 25 longitudinal (flèches 23B). Puis il peut tourner autour d'un axe vertical A grâce au module rotatif 17A. L'actionneur 17 est par exemple relié à l'unité de commande 27 qui comprend par exemple un automate ou ASIC ou un microprocesseur et est configurée pour saisir le gobelet 3 lorsqu'il est posé dans un espace d'accueil 25 (ce dernier peut 30 être équipé d'un détecteur, par exemple optique de présence d'un gobelet 3 pour démarrer le cycle de nettoyage). Puis l'actionneur 17 se rétrécit et tourne autour de l'axe A pour positionner le gobelet 3 au-dessus du récipient de récupération 19. 8 Puis il tourne le gobelet par rotation du vérin 17B autour de son axe longitudinal pour vider le gobelet 3 des résidus qu'il contient encore. Grâce à cette étape préliminaire, on peut déjà évacuer des restes des boissons encore contenues dans le gobelet 3. 5 Puis, l'actionneur 17 continue la rotation autour de l'axe A pour ensuite poser le gobelet 3 sur un convoyeur 27 permettant d'acheminer le gobelet 3 vers le prochain poste de traitement, dans le cas présent le poste de lavage 7 du fond externe 15 du gobelet 3 (voir figure 3). Comme on peut le voir sur la figure 3, le poste de lavage 7 du fond externe 15 du 10 gobelet 3 comprend dans le présent exemple de réalisation une buse de projection 31 de la vapeur d'eau, de préférence à une température et pression élevée. Le jet est dirigé verticalement, c'est-à-dire parallèle à l'axe du gobelet 3 posé de façon inversée sur le convoyeur 27. Ainsi, lorsque le gobelet 3 se trouve en-dessous de la buse de projection 31, un jet de vapeur d'eau est projeté sur le fond externe 15 pour 15 nettoyer ce fond 15. Grâce à l'orientation verticale du jet de vapeur d'eau, le gobelet 3 est plaqué sur le convoyeur 27 et il n'y a pas besoin de le maintenir par ailleurs. Une fois le fond externe 15 du gobelet 3 nettoyé, il ne reste que la jupe externe 13 et le volume interne V à nettoyer. Ceci-ci est réalisé dans le poste de nettoyage principal 9 disposé en aval du 20 poste de lavage 7 du fond externe 15 du gobelet 3. A cet effet, comme montré sur les figures 4, 5, 6, 7A-C, le poste de nettoyage principale 9 comprend d'une part un actionneur 33 de déplacement du gobelet 3 qui dispose d'un bras 35 équipé d'un organe 37 de saisie du fond externe 15 du gobelet 3 (par exemple une ventouse) et d'autre part d'un dispositif 39 d'éjection 25 de vapeur d'eau à température et pression élevées. Comme on le voit sur la figure 4, le dispositif 39 d'éjection de vapeur d'eau comprend une boule centrale 41 dotée de trous 43 pour permettre une éjection radiale de jets de vapeurs d'eau destinés à nettoyer l'intérieur des gobelets 3 ainsi qu'un organe périphérique 45 formant un anneau de buses d'éjection permettant 30 de projeter de la vapeur d'eau à haute température sur la jupe externe 13 du gobelet 3. L'unité de commande 12 pilote l'actionneur 33 de façon que le gobelet 3 plonge 9 lors de l'éjection de la vapeur d'eau par le dispositif d'éjection 39 à l'intérieur de l'espace défini par l'organe périphérique 45 en direction de la boule centrale 41 (voir figure 5 et 6). Selon le présent exemple de réalisation, l'organe périphérique 45 formant un 5 anneau de buses d'éjection comprend un tore 47 doté de trous d'éjection 49 de vapeur d'eau (voir figure 5A). Les trous 49 d'éjection de vapeur sont ménagés dans le tore 47 de façon à éjecter des jets de vapeur d'eau dans une plage angulaire inférieure ou égale à 450 , notamment inférieure à 22,5° par rapport au plan défini par le tore 47 en direction 10 du gobelet 3. Le tore 47 ainsi que la boule centrale 41 sont reliées via des conduites 51 à une centrale vapeur 52 (voir figures 7A-C). Pour un nettoyage efficace, rapide et peu consommateur en eau, la température de la vapeur d'eau est supérieure à 120°C, notamment supérieure à 15 130°C et plus spécifiquement comprise entre 130°C et 140°C. Quant à la pression de la vapeur d'eau, celle-ci est supérieure à 2 bars, notamment supérieure à 2,5 bars et plus spécifiquement comprise entre 2,9 bars et 3,2 bars. Les figures 7a, 7b et 7c montre une séquence de nettoyage se déroulant dans le 20 poste de nettoyage principal 9. Comme on peut le voir sur ces figures, le dispositif 39 d'éjection de la vapeur d'eau peut être entouré d'un cylindre de protection 53 et l'actionneur 33 de déplacement du gobelet 3 peut porter sur son bras 35 un disque 55 adapté pour fermer l'extrémité du cylindre de protection 53 lors du nettoyage. 25 Pour le cycle de lavage, on suppose que l'actionneur 33 a déjà saisi le gobelet 3 dont le fond a été nettoyé auparavant du convoyer 29. Puis le gobelet 3 est amené par l'actionneur 33 de façon à ce que la jupe 13 entoure la boule centrale 41 et que le disque 55 ferme l'extrémité du cylindre de protection 53. A ce moment, la centrale vapeur 52 est mise en marche et de la 30 vapeur d'eau est projetée à haute température et haute pression sur et dans le gobelet 3 pour nettoyer celui-ci, par exemple pendant d'une durée comprise entre 5-15s, notamment los. Ceci a pour effet d'enlever tous les restes de liquide du 10 gobelet 3, mais aussi par exemple des traces de maquillage comme par exemple de rouge à lèvre. De plus, on désinfecte complètement le gobelet 3 de façon écologique sans utilisation de détergeant. Ensuite, l'actionneur 33 se rétracte à nouveau pour se positionner au-dessus du 5 cylindre de protection 53 dans une position d'attente servant au séchage du gobelet 3. En effet, le gobelet 3 en matière plastique présente une faible inertie thermique de sorte que lors de la projection de la vapeur d'eau, sa température est portée rapidement à la température de la vapeur d'eau. Du fait de l'utilisation de la vapeur d'eau, très peu d'eau liquide adhère au gobelet 3 après le nettoyage. En 10 conséquence, dans sa position d'attente, le gobelet 3 sèche très vite sans qu'il y ait besoin de moyens supplémentaires de séchage. Le temps d'attente et de séchage est par exemple compris entre 5-15s, notamment los. Enfin, l'actionneur 33 transfère le gobelet 3 nettoyé et sec vers le poste de stockage il des gobelets 3 disposé en aval du poste de nettoyage principal 9 comme 15 montré sur la figure 8. Le poste de stockage il comprend par exemple un convoyeur 57 sur lequel on empile les gobelets 3 nettoyés. Le convoyer 57 peut ensuite amener, selon les besoins, les gobelets 3 vers un espace de distribution 59 des gobelets 3 afin que ceux-ci-puissent à nouveau être utilisé. 20 Comme déjà décrit précédemment, l'espace de distribution 59 peut consister à la mise à disposition de gobelets 3 propres à des utilisateurs par exemple d'une fontaine à eau ou consister au magasin de stockage de gobelets 3 propres d'un distributeur à boissons. On comprend donc que la machine de nettoyage 1 de gobelets 3 se distingue par 25 son caractère écologique car elle est peu consommatrice en eau et en énergie et les gobelets sont nettoyés et désinfectés sans détergeant de manière très efficace. Le dispositif 39 d'éjection de vapeur d'eau est particulièrement adapté à pouvoir nettoyer des gobelets 3 de façon individuelle. De part sa conception, il n'y a pas non plus besoin d'un moyen de séchage 30 additionnel pour sécher les gobelets 3. Les quantités de liquide sale récupérées après le nettoyage sont aussi assez faibles de sorte qu'avec un bac de récupération des eaux de lavage d'environ 201, 11 on dispose d'une autonomie assez grande et il n'y a pas besoin de raccorder la machine à une canalisation d'évacuation des eaux usées. Enfin la machine de nettoyage de gobelets 1 peut être associée à une unité de gestion d'une consigne, c'est-à-dire pour distribuer un gobelet 3 propre, un 5 utilisateur doit mettre par exemple 5ocents ou le dans un module de monnaie qui lui est restituée quand l'utilisateur met le gobelet 3 dans l'espace d'accueil REVENDICATIONS1. Machine (1) de nettoyage d'un gobelet (3) présentant une jupe (13) externe ainsi qu'un fond (15), la machine (1) comprenant - un poste de nettoyage principal (9) ayant : o un actionneur (33) de déplacement du gobelet (3) disposant d'un bras (35) équipé d'un organe (37) de saisie du fond externe (15) du gobelet (3), et o un dispositif (39) d'éjection de vapeur d'eau à température et pression élevées présentant une boule centrale (41) dotée de trous (43) pour permettre une éjection radiale de jets de vapeurs d'eau destinés à nettoyer l'intérieur d'un gobelet (3) et d'un organe périphérique (45) formant un anneau de buses d'éjection permettant de projeter de la vapeur d'eau à haute température sur la jupe externe (13) du gobelet (3), une unité de commande (12) pour piloter ledit actionneur (33) de façon que le gobelet (3) plonge lors de l'éjection de la vapeur d'eau par le dispositif d'éjection (39) à l'intérieur de l'espace défini par l'organe périphérique (45) en direction de la boule centrale (41). 2. Machine de nettoyage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe périphérique (45) formant un anneau de buses d'éjection comprend un tore (47) doté de trous d'éjection (49). 3. Machine de nettoyage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les trous d'éjection (49) de vapeur sont disposés de façon à éjecter des jets de vapeur 13 d'eau dans une plage angulaire inférieure à 45°, notamment inférieure à 22,5° par rapport au plan défini par le tore (47). 4. Machine de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 caractérisée en ce que la température de la vapeur d'eau est supérieure à 120°C, notamment supérieure à 130°C et plus spécifiquement comprise entre 130°C et 140°C. 5. Machine de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 10 caractérisée en ce que la pression de la vapeur d'eau est supérieure à 2 bars, notamment supérieure à 2,5 bars et plus spécifiquement comprise entre 2,9 bars et 3,2 bars. 6. Machine de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 15 caractérisée en ce qu'elle comprend un poste (7) de lavage du fond externe (15) du gobelet (3) disposé en amont du poste de nettoyage principal (9). 7. Machine de nettoyage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le poste (7) de lavage du fond externe (15) du gobelet (3) comprend un organe (31) de 20 projection de la vapeur d'eau sur le fond externe (15) du gobelet (3). 8. Machine de nettoyage selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe (31) de projection de la vapeur d'eau sur le fond externe (15) du gobelet (3) comprend une buse de projection. 25 14 9. Machine de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste d'accueil (5) de gobelets (3) à nettoyer disposé en amont du poste (7) de lavage du fond externe (15) du gobelet (3) et comprenant un récipient (19) de récupération de restes du gobelet 5 (3) à nettoyer et un actionneur (17) configuré pour retourner le gobelet (3) au- dessus du récipient de récupération (19). 10. Machine de nettoyage selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un convoyeur (27) pour relier le poste d'accueil (5) au poste 10 de nettoyage principal (9) via la poste (7) de lavage du fond externe (15) du gobelet (3).