Brevet FR3147264A1 — publié le 20241004

La présente invention concerne un dispositif de chargement automatique (1) par voie mécanique, permettant le chargement de produits alimentaires se présentant sous forme de vrac, dans un dispositif de traitement. Le dispositif (1) selon l’invention comprend une zone de chargement (3) et une zone de régulation (4), un ensemble de convoyage (5) comprenant au moins un convoyeur à bande (50, 51), ledit ensemble traversant la zone de chargement (3) et la zone de régulation (4), des moyens de séparation (52) disposés dans la zone de chargement (3) pour séparer le vrac en N portions, au moins un moyen d’étalement (6) pour étaler les portions disposé au-dessus de l’ensemble de convoyage (5) dans la zone de régulation (4), et au moins un moyen d’aplatissement (7) pour aplatir les portions, le moyen d’aplatissement (7) étant disposé en aval du moyen d’étalement (6). FIG. 1  DISPOSITIF DE CHARGEMENT AUTOMATIQUE. Domaine technique de l’invention La présente invention appartient au domaine technique des dispositifs de chargement de denrées alimentaires sur des convoyeurs à bande pour alimenter un dispositif de traitement de denrées alimentaires tel que des dispositifs de cuisson ou de refroidissement ou de congélation ou de surgélation. La présente invention concerne plus particulièrement de tels dispositifs dans lesquels le chargement des denrées est automatisé. Arrière-plan technique A l’heure actuelle, les dispositifs de chargement de denrées alimentaires utilisés pour alimenter des dispositifs de cuisson ou de refroidissement, ou de congélation, ou encore de surgélation, sont manuels et ne permettent donc pas des cadences stabilisées et régulières (typiquement dans une gamme comprise 500 à 1500 kg/h selon les denrées). Les cadences dépendent du temps nécessaire à la cuisson des denrées alimentaires, de la capacité de chargement à l’entrée du four et de récupération des produits à la sortie du four. Ces dispositifs connus de l’homme du métier mettent en œuvre usuellement des convoyeurs à bande pour transporter les denrées vers des dispositifs de cuisson ou de refroidissement, ou de congélation, ou encore de surgélation. Pour obtenir une cuisson homogène, il faut éviter la superposition des produits et éviter également que des zones du convoyeur à bande ne soient pas couvertes par des produits. Par conséquent, afin de répondre à l’ensemble de ces exigences, le chargement des denrées se fait usuellement manuellement, car les procédés connus de l’homme du métier qui permettent le chargement automatique de denrées alimentaires ne permettent pas le chargement de produits alimentaires se présentant sous forme de vrac, comme c’est le cas par exemple pour des produits alimentaires à base de viande hachée (steaks hachés, boulettes, etc.). En outre, une automatisation par voie robotique n’est pas envisageable car elle nécessiterait un grand nombre de robots pour automatiser le chargement, et ne permettrait pas d’atteindre les cadences cibles. En outre, une automatisation par voie robotique ne serait pas facilement adaptable au chargement de matières premières présentant des typologies différentes (notamment sous forme de filets aiguillettes, haut de cuisses, cuisses entières pour des produits d’origine carnée) ou d’origines différentes (notamment végétale ou animale), ou encore ayant ou non subi un traitement préalable (marinades pour les viandes par exemple les rendant glissantes au lieu de collantes). Afin de pallier les inconvénients précités, le demandeur a mis au point un dispositif de chargement automatique par voie mécanique permettant de maîtriser le traitement (en particulier la cuisson, mais aussi la congélation) de denrées alimentaires (pour garantir la sécurité de ces denrées et le maintien de leurs qualités organoleptiques), grâce à la maitrise de leur chargement sous forme de vrac, en termes de répartition des denrées et de répétabilité des cadences. Plus particulièrement, le demandeur a mis au point un dispositif de chargement automatique par voie mécanique, permettant le chargement de produits alimentaires se présentant sous forme de vrac, dans un dispositif de traitement tel qu’un four de cuisson ou un congélateur, ledit dispositif comprenant : - une zone de chargement et une zone de régulation, - un ensemble de convoyage comprenant au moins un convoyeur à bande, l’ensemble de convoyage traversant ladite zone de chargement et ladite zone de traitement, - des moyens de séparation disposés dans ladite zone de chargement pour séparer le vrac en N portions, - au moins un moyen d’étalement pour étaler ces portions, ledit au moins un moyen d’étalement étant disposé au-dessus dudit ensemble de convoyage dans la zone de régulation, et - au moins un moyen d’aplatissement pour aplatir les portions, ledit au moins un moyen d’aplatissement étant disposé en aval dudit au moins un moyen d’étalement. Par régulation, on entend, au sens de la présente invention, une répartition du flux de produits alimentaires dans le dispositif de chargement automatique selon l’invention, dans le temps (en termes de cadence de chargement) et dans l’espace (sur l’intégralité de l’ensemble de convoyage). Le dispositif de chargement automatique selon l’invention permet de graduellement partir d’un vrac de denrées alimentaires (par exemple initialement stockées dans bac ou conteneur alimentaire) pour arriver à des denrées alimentaires bien positionnées et étalées sur une bande de transport, tout en évitant les chevauchements et les superpositions des denrées, qui sont préjudiciables à traitement homogène des denrées (notamment lors d’une cuisson) et au maintien de leurs qualités organoleptiques, et surtout à l’hygiène et à la sécurité des denrées alimentaires. Grâce au dispositif de chargement automatique selon l’invention, tant le taux de chargement du dispositif de traitement en produits alimentaires, que leur répartition dans l’ensemble de convoyage sont maitrisables. En outre, les cadences de chargement sont répétables. A titre de produits ou denrées alimentaires aptes à être chargés par le dispositif de chargement automatique selon l’invention, on peut notamment citer les matières premières d’origine végétale, des pièces de viande tels que par exemple des morceaux de volaille, et notamment des hauts de cuisse, des cuisses entières, des aiguillettes, ou des filets, ainsi que des pièces de poisson, les produits alimentaires étant frais ou congelés, cuits ou crus, marinés ou non marinés. Toutefois, le dispositif de chargement automatique selon l’invention peut être utilisé pour une grande variété de denrées alimentaires aux comportements différents. Par matières premières d’origine végétale, on entend, au sens de la présente invention, des matières premières entièrement d'origine végétale, ainsi que des matières végétales associées à d'autres matières telles que du fromage. En ce qui concerne les moyens de séparation disposés dans la zone de chargement, ces derniers servent à séparer ledit vrac en N portions, de préférence séparées par un espace. De manière avantageuse, les moyens de séparation peuvent être constitués de N déflecteurs disposés sur le convoyeur à bande dans la zone de chargement ou de pelles pour déplacer les matières premières sur le convoyeur principal. Par déflecteur (ou volet déflecteur), on entend, au sens de la présente invention un dispositif sous forme de volet apte à modifier la direction d’écoulement du vrac dans l’ensemble de convoyage. A titre de moyens d’étalement des portions utilisables dans le cadre de la présente invention, on pourra avantageusement, dans le cadre de la présente invention, utiliser un volet oscillant (agissant par un mouvement oscillatoire avant-arrière) ou un moulin à pales droites. De préférence, on utilisera un volet oscillant réglable en hauteur, en fréquence d’oscillation et en degré d’ouverture par rapport à un angle de référence lorsque ce volet est positionné à perpendiculairement au convoyeur à bande de l’ensemble de convoyage. Le volet oscillant peut être actionné manuellement, ou par un moteur ou par un vérin, encore par un robot équipé d’un bras de préhension. Ce volet permet, par son mouvement oscillant d’avant en arrière, de réguler le positionnement des denrées alimentaires en apportant un effet d’étalement de celles-ci. Dans le cas particulier de denrées alimentaires de type morceaux de viande, ou des matrices végétales, le volet oscillant permet de bien étirer la matière traitée. Ainsi, dans le cas particulier de hauts de cuisse de volaille, cuisses entières, filets ou aiguillettes, ou d’analogues végétaux (qui ont tendance à s’enrouler sur eux-mêmes), le mouvement oscillant d’avant en arrière du volet permet d’étaler les morceaux. En ce qui concerne ledit au moins un moyen d’aplatissement, il permet de terminer l’étalement du produit au moyen d’une action mécanique plus contraignante que celle réalisée par le volet oscillant. A titre de moyens d’aplatissement utilisables dans le cadre de la présente invention, on peut utiliser un rouleau aplatisseur ou une presse, ou une dameuse. De préférence, on utilisera un rouleau aplatisseur, dont la hauteur et la vitesse de défilement sont réglables. De manière avantageuse, le dispositif selon l’invention peut en outre comprendre au moins un moyen de régulation pour réguler la hauteur des N portions sur le convoyeur à bande (51), ledit au moins un moyen de régulation étant disposé verticalement au-dessus dudit ensemble de convoyage. Ledit au moins un moyen de régulation sert à réguler la hauteur du flux de denrées alimentaires dans la zone de régulation et peut se situer soit en amont dudit au moins un moyen d’étalement, soit en aval dans la zone de régulation, mais il est de préférence disposé en amont dudit au moins un moyen d’étalement. A titre de moyens de régulation utilisables dans le cadre de la présente invention, on peut utiliser racleur ou une trappe de passage telle que par exemple une trappe de type guillotine. De préférence, on utilisera une trappe de passage réglable en hauteur et en angle (de préférence entre -20 et +20°) par rapport à une position de référence constituée par un plan perpendiculaire au convoyeur bande. Selon un premier mode de réalisation selon l’invention, l’ensemble de convoyage est constitué d’un unique convoyeur à bande traversant la zone de chargement et la zone de régulation. Selon un deuxième mode de réalisation selon l’invention, l’ensemble de convoyage comprend une pluralité de convoyeurs à bande agencés en série et traversant la zone de chargement et la zone de régulation, par exemple agencés avec la répartition suivante : un convoyeur à bande dans la zone de chargement et un convoyeur à bande dans la zone de régulation. Dans un tel mode de réalisation, deux convoyeurs adjacents peuvent être alignés l’un avec l’autre dans la direction de transport des produits alimentaires (mode de réalisation non représenté sur les figures) ou être disposés de manière transversale l’un par rapport à l’autre, par exemple perpendiculairement (comme illustré sur la ). La présente invention a également pour objet un procédé de chargement automatique de produits alimentaires dans un dispositif de traitement, ledit procédé mettant en œuvre un dispositif de chargement automatique selon l’invention tel que défini ci-dessus, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - A) une étape de chargement du vrac sur ledit tapis convoyeur dans ladite zone de chargement; - B) une étape de régulation comprenant : - une étape de séparation du vrac en N portions à l’aide des moyens de séparation (52) disposés dans ladite zone de chargement ; - l’étalement, dans la zone de régulation des N portions à l’aide dudit au moins un moyen d’étalement ; puis - l’aplatissement des N portions ainsi étalées, à l’aide dudit au moins un moyen d’aplatissement situé en aval au moins un moyen d’étalement. De manière avantageuse, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre le réglage de la hauteur des portions dans l’ensemble de convoyage à l’aide dudit au moins un moyen de régulation disposé dans la zone de régulation, et de préférence préalablement à l’étalement desdites N portions De manière avantageuse, ce réglage pourra être réalisé par passage des portions sous une trappe de passage disposée dans la zone de régulation. D’autres avantages et particularités de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées et aux exemples. Brève description des figures Les exemples suivants illustrent l’invention, en liaison avec les figures commentées ci-dessus, sans toutefois en limiter la portée : : La est une représentation schématique en perspective d’un premier exemple de dispositif de chargement automatique selon l’invention ; : la est une vue en coupe du dispositif de chargement automatique représenté à la ; : La est une représentation schématique en perspective d’un deuxième exemple de dispositif de chargement automatique selon l’invention ; Description détaillée de l'invention Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un premier exemple de dispositif de chargement automatique 1 selon l’invention comprenant : - une zone de chargement 3 (cf. également la ) des produits ou denrées alimentaires, - une zone de régulation 4 ou de traitement de ces produits, et un ensemble de convoyage 5 destiné à transporter les denrées alimentaires dans le dispositif de chargement automatique 1 traversant la zone de chargement 3 et la zone de régulation 4, l’ensemble de convoyage 5 étant constitué d’un premier convoyeur à bande 50 dans la zone de chargement 3 (cf. également la ) et d’un deuxième convoyeur à bande 51 dans la zone de régulation 4 (cf. également la ). Les figures 1 et 2 montrent par ailleurs que N déflecteurs 52 sont disposés sur le premier convoyeur à bande 50 de la zone de chargement 3. La montre en particulier que ces déflecteurs permettent de séparer le vrac de denrées alimentaires en N portions régulièrement espacées. Un volet oscillant 6 est disposé au-dessus du deuxième convoyeur à bande de la zone de régulation 4. La montre en outre la présence, dans la zone de régulation 4, d’une trappe de passage 8 disposée verticalement au-dessus du deuxième convoyeur à bande de la zone de régulation 4, en amont volet oscillant 6. Enfin, les figures montrent un rouleau aplatisseur 7 disposé en aval du volet oscillant 6 et destiné à aplatir les portions. Pour le chargement automatique de produits alimentaires dans un four, on procède de la manière suivante en utilisant le dispositif selon l’invention 1 tel que représenté sur les figures 1 et 2 : - dans la zone de chargement 3, chargement d’un vrac de denrées alimentaires sur le premier tapis convoyeur 50, puis séparation en N portions à l’aide des disposés sur le premier tapis convoyeur 50 ; - dans ladite zone de régulation 4, régulation du vrac par réglage de la hauteur des portions par passage sous une trappe guillotine 13 disposée en aval des N déflecteurs 52, puis étalement des N portions à l’aide du volet oscillant 6 agissant par un mouvement oscillatoire avant-arrière, et enfin aplatissement des N portions ainsi étalées, par passage sous le rouleau aplatisseur 7 en aval du volet oscillant 6. La figures 3 illustre schématiquement un deuxième exemple de dispositif de chargement automatique 1 selon l’invention, qui se différencie du dispositif représenté sur les figures 1 et 2 (premier exemple) en ce que les premier et deuxième convoyeurs à bande 50, 51 sont confondus en un unique convoyeur à bande 51. Dispositif de chargement automatique (1) par voie mécanique, permettant le chargement de produits alimentaires se présentant sous forme de vrac, dans un dispositif de traitement, ledit dispositif (1) comprenant : - une zone de chargement (3) et une zone de régulation (4), - un ensemble de convoyage (5) comprenant au moins un convoyeur à bande (50, 51), ledit ensemble traversant ladite zone de chargement (3) et ladite zone de régulation (4) - des moyens de séparation (52) disposés dans ladite zone de chargement (3) pour séparer le vrac en N portions, - au moins un moyen d’étalement (6) pour étaler lesdites portions, ledit au moins un moyen d’étalement (6) étant disposé au-dessus dudit ensemble de convoyage (5) dans ladite zone de régulation (4), et - au moins un moyen d’aplatissement (7) pour aplatir lesdites portions, ledit au moins un moyen d’aplatissement (7) étant disposé en aval dudit au moins un moyen d’étalement (6). Dispositif selon la revendication 1, selon lequel lesdits moyens de séparation (52) sont constitués de N déflecteurs disposés sur ledit au moins un convoyeur à bande (50) ou de pelles. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, selon lequel ledit au moins un moyen d’étalement (6) est un volet oscillant (6) ou un moulin à pales droites. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel ledit au moins moyen d’aplatissement (7) est un rouleau aplatisseur ou une presse, ou une dameuse. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre, dans ladite zone de régulation (4), au moins un moyen de régulation (8) pour réguler la hauteur desdites N portions sur ledit convoyeur à bande (51), ledit au moins un moyen de régulation (8) étant disposé verticalement au-dessus dudit ensemble de convoyage (5). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel ledit au moins un moyen de régulation (8) est un racleur ou une trappe de passage. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, selon lequel ledit au moins un moyen de régulation (8) est situé en amont dudit au moins un moyen d’étalement (6). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel ledit au moins un moyen d’aplatissement (7) est un rouleau aplatisseur (7). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, selon lequel ledit ensemble de convoyage (5) comprend une pluralité de convoyeurs à bande (50, 51) agencés en série et traversant la zone de chargement et la zone de régulation Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, selon lequel lesdits produits alimentaires sont des pièces de viande, des pièces de poisson, ou des matières premières d’origine végétale, lesdits produits alimentaires étant frais ou congelés, cuits ou crus, marinés ou non marinés. Procédé de chargement automatique (1) de produits alimentaires dans un dispositif de traitement mettant en œuvre un dispositif de chargement automatique (1) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - A) une étape de chargement dudit vrac sur ledit tapis convoyeur (50) dans ladite zone de chargement (3) ; - B) une étape de régulation comprenant : - une étape de séparation du vrac en N portions à l’aide des moyens de séparation (52) disposés dans ladite zone de chargement (3) ; - l’étalement, dans ladite zone de régulation (4) desdites N portions à l’aide dudit au moins un moyen d’étalement (6); puis - l’aplatissement desdites N portions ainsi étalées à l’aide dudit au moins un moyen d’aplatissement (7) situé en aval au moins un moyen d’étalement (6). Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre le réglage de la hauteur des portions dans ledit ensemble de convoyage (5) à l’aide dudit au moins un moyen de régulation (8) disposé dans ladite zone de régulation (4). Procédé selon la revendication 12, selon lequel le réglage de la hauteur des portions est réalisé préalablement à l’étalement desdites N portions.