EP1221409B1 - Procédé et dispositif de dosage de produits alimentaires visqueux composites - Google Patents

Procédé et dispositif de dosage de produits alimentaires visqueux composites Download PDF

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EP1221409B1
EP1221409B1 EP01200007A EP01200007A EP1221409B1 EP 1221409 B1 EP1221409 B1 EP 1221409B1 EP 01200007 A EP01200007 A EP 01200007A EP 01200007 A EP01200007 A EP 01200007A EP 1221409 B1 EP1221409 B1 EP 1221409B1
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EP
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dosing
products
nozzles
fruits
viscous
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Robert Petermann
Alfred Messerli
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Societe des Produits Nestle SA
Nestle SA
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Societe des Produits Nestle SA
Nestle SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
    • B65B3/30—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement
    • B65B3/32—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement by pistons co-operating with measuring chambers
    • B65B3/326—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement by pistons co-operating with measuring chambers for dosing several products to be mixed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B2220/00—Specific aspects of the packaging operation
    • B65B2220/14—Adding more than one type of material or article to the same package

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for measuring composite viscous food products in containers, as well as a composite viscous food product.
  • the invention relates more particularly to the combined dosage of at least two different kinds of food products in packaging containers. These products are in particular intended to be stored and distributed in a refrigerated circuit. In this field, it is particularly interesting to manufacture at high speed composite products packaged in groups in multiple cells or "multipacks". It would be desirable to be able to assay in multipacks composite products different from each other, for example superimposed, coaxial and co-lateral from the same dosing head both compact and versatile. It would also be desirable for the dosed products to contain pieces.
  • a device corresponding to the preamble of claim 4 and a process for filling pots with liquid and / or pasty products co-extruded coaxially, one of the products constituting a center of cylindrical shape and the other a cylindrical sleeve surrounding said center.
  • the products are dosed under pressure from flexible feed channels via diaphragm valves to a moving dosing device with up and down movement.
  • this device comprises a product distribution plate fed with the first product, the central product, with a bent lateral channel and the second product with the peripheral product, with a vertical central channel.
  • a multiple nozzle is housed in the distribution plate, said nozzle having an annular recess connected by radial channels of smaller section to a central blind ejection channel for the central product, and longitudinal sectional ejection channels smaller arranged around the central ejection channel and passing through the body of the nozzle from side to side. Feeding the second product from the central feed channel to the peripheral longitudinal ejection channels is controlled by an annular membrane in direct contact with the upper face of the nozzle.
  • the invention also relates to a product as defined in claim 12.
  • the dosage of the products can be carried out in different ways depending on the configuration of the nozzles and nozzles.
  • the nozzles and nozzles may delimit when the assay is simultaneous flows of coaxial products, co-lateral, or defining areas representing more complex figures.
  • the products may have layers or superimposed areas.
  • the dosed products may be food products such as desserts, creams, culinary or sweetened mousses, fermented dairy products, in particular of the yoghurt and fresh cheese type.
  • One of the products may be for example a fresh cheese and the other a mousse or a preparation based on fruits, vegetables or meat.
  • the two products may be, for example, fresh cheeses flavored differently and of different colors from each other.
  • Such products can be for example of the type, but not exclusively, of those described in EP-B-0 358 983 or in patent application PCT / EP00 / 07121 filed on July 24, 2000.
  • the products are of perfume and contrasting color and of similar texture.
  • a point common to all products that can be dosed by the process and the device of the invention is their viscosity of between 5000 and 15000 mPa.s measured with a Brookfield viscometer at 10 ° C, 50 rpm / disc 5.
  • One or the other product or both may contain pieces, for example vegetables, spices in a culinary version or, in a sweet version, fresh, dried, candied or mashed fruits, mass confectionery such as chocolate.
  • two masses of fermented dairy products of the kind of the Swiss or a small Swiss and a compote of fruits of plastic consistency A and B are brought by example by single or double Archimedean screw or positive pumps to hoppers, which can be pressurized, not shown.
  • Regulated valves make it possible to supply unrepresented metering rolls with product masses, and the masses are fed via conduits 1 and 2 to the metering head 3.
  • the metering head 3 comprises a vertical nozzle 4 by means of which the masses A and B are dosed in pots 5 carried by an endless conveyor 6 stepping stepwise under the nozzles 4.
  • the filling of a pot is concentric and consists of a central portion of mass A type surrounded by an annular portion B dosed by a volume control mechanism.
  • This mechanism preferably comprises a duct 1 upstream of the nozzle through which the mass B is fed to the nozzle and the duct 1 can be closed and opened by means of the elastic membrane 7 pneumatically controlled by the air coming from the channel 8.
  • the duct 2 upstream of the nozzle serves to bring the mass A and the duct 2 can be closed or opened by means of the elastic membrane 10 pneumatically controlled by the air coming from the channel 11.
  • the chambers volumetric dosing, not shown are constituted by metering pistons and the portions of ducts 1 and 2 located upstream of the membranes.
  • the passages comprising the duct portions 1 and 2 downstream of the membranes and the passages 12 and 13 are preferably optimized so as to provide symmetrical flows for masses A and B to improve the accuracy of the assay, and they are designed to occupy as little space as possible and ensure a compact configuration of the dosing head.
  • the metering pistons are individually actuated so as to allow an adjustment of the metering speed, for example by means of a variable speed motor controlling the stroke of the pistons.
  • This may allow a slightly offset dosage of one of the masses relative to the other when their respective viscosities are not exactly the same.
  • the pots are under the dosing head.
  • the metering head is preferably mounted on a raising and lowering device represented by the double arrow 14, through which the nozzles descend into the pots when they appear under the doser, to a level close to their bottom and fill them while going up.
  • the connecting tubes between the metering rolls and the nozzles are flexible.
  • the pots are stationary during filling. They advance one step once filled.
  • the coaxial metering can be carried out by means of a distribution plate for filling 12 pots with a configuration of the contiguous nozzles in opposition.
  • the conveyor advances two steps for each dosage of twice 6 pots.
  • the colateral dosage can be achieved by means of a distribution plate for filling 12 pots with a configuration of the contiguous nozzles in opposition.
  • the conveyor advances two steps for each dosage of twice 6 pots.
  • a considerable advantage of the filling device of the invention is the fact that the nozzles are not in direct contact with the membranes, which allows their removability and interchangeability. Another advantage is that the configuration of the dosing plates makes it easy to insert, for example in the same dosing head, nozzles of a type, for example for coaxial dosing with nozzles of another type, for example for the colateral dosage, which assures a dosage of products of varied configuration in multipacks.
  • the coaxial dosing nozzles and those for colateral dosing are easily inserted from below upwards in the housing corresponding to the distribution plates and they can be held in place by the U-shaped wedges 16 inserted laterally into the grooves 17.
  • the keys are made of a material which has been surface-hardened treated by example of "kolsterising” (Hardiff process) that allows them to slide into the grooves 17 formed in the metal of the nozzle distribution plate nozzle without undergoing oxidation while sealing.
  • any mechanical removable equivalent attachment system could be used, for example a latching means.
  • the pots can be of any shape and size, for example square, rextangular, frustoconical, cylindrical with circular or oval section or for example in the shape of a stylized heart. They can be opaque or preferably transparent to show the contrasting layers of different masses.
  • the filling volume may preferably be from 20 to 200 cm 3 .
  • the pots are multipacks and thermoformed, filled and sealed with lids continuously by means of a "form-fill-seal" equipment.

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Description

  • L'invention concerne un procédé et un dispositif de dosage de produits alimentaires visqueux composites dans des récipients, ainsi qu'un produit alimentaire visqueux composite.
  • L'invention concerne plus particulièrement le dosage combiné d'au moins deux produits alimentaires de nature différente dans des récipients de conditionnement. Ces produits sont notamment destinés à être entreposés et distribués en circuit réfrigéré. Dans ce domaine, il est particulièrement intéressant de fabriquer à haute cadence des produits composites conditionnés en groupes dans des alvéoles multiples ou "multipacks". Il serait souhaitable de pouvoir doser en multipacks des produits composites différents les uns des autres, par exemple de manière superposée, co-axiale et co-latérale à partir d'une même tête de dosage à la fois compacte et versatile. Il serait également souhaitable que les produits dosés puissent contenir des morceaux.
  • On connait, de FR-A-2 708 563, un dispositif correspondant au préambule de la revendication 4 et un procédé de remplissage de pots avec des produits liquides et/ou pâteux co-extrudés de manière co-axiale, l'un des produits constituant un centre de forme cylindrique et l'autre un manchon cylindrique entourant le dit centre. Les produits sont dosés sous pression à partir de canaux d'alimentation flexibles par l'intermédiaire de soupapes à membranes vers un dispositif de dosage mobile animé d'un mouvement de monte et baisse.
  • Dans son mode de réalisation le plus compact, représenté à la figure 6, ce dispositif comprend une plaque de distribution des produits, alimentée en premier produit, le produit central, par un canal latéral coudé et en deuxième produit, le produit périphérique, par un canal central vertical.
  • Une buse multiple vient se loger dans la plaque de distribution, la dite buse comportant un évidement annulaire relié par des canaux radiaux de section plus petite à un canal d'éjection borgne central pour le produit central, et des canaux d'éjection longitudinaux de section plus petite disposés autour du canal d'éjection central et traversant le corps de la buse de part en part. L'alimentation en deuxième produit depuis le canal d'alimentation central vers les canaux d'éjection longitudinaux périphériques est contrôlée par une membrane de forme annulaire en contact direct avec la face supérieure de la buse.
  • Le dispositif connu présente certains inconvénients:
    • les poids dosés sont irréguliers, sans doute du fait de la membrane annulaire,
    • la configuration annulaire de la membrane ne permet que l'utilisation du seul format co-axial de buse,
    • il n'est pas possible de doser des produits contenant des morceaux.
  • Le procédé et le dispositif selon l'invention tels que définis dans les revendications 1 et 4 se proposent d'éliminer les inconvénients du dispositif connu précédent.
  • L'invention concerne aussi un produit tel que défini dans la revendication 12.
  • Dans le contexte de l'invention, le dosage des produits peut être effectué de différentes manières selon la configuration des buses et des ajutages. Ainsi, les buses et ajutages peuvent délimiter lorsque le dosage est simultané des flux de produits co-axiaux, co-latéraux, ou définissant des zones représentant des figures plus complexes. Dans le cas d'un dosage séquentiel, les produits peuvent présenter des couches ou des zones superposées.
  • Les produits dosés peuvent être des produits alimentaires du type des desserts, des crèmes, des mousses culinaires ou sucrées, des produits laitiers fermentés, notamment du genre des yoghurts et des fromages frais. L'un des produits peut être par exemple un fromage frais et l'autre une mousse ou une préparation à base de fruits, de légumes ou de viandes. Les deux produits peuvent être par exemple des fromages frais aromatisés différement et de couleurs différentes l'un de l'autre.
  • De tels produits peuvent être par exemple du type, mais pas exclusivement, de ceux décrits dans le brevet EP-B-0 358 983 ou dans la demande de brevet PCT/EP00/07121 déposée le 24.07.2000. De préférence, les produits sont de parfum et couleur contrastés et de texture semblable.
  • Qu'il s'agisse de gel, de caillé, d'émulsion ou de dispersion, un point commun à tous les produits dosables par le procédé et le dispositif de l'invention est leur viscosité comprise entre 5000 to 15000 mPa.s mesurée avec un viscosimètre Brookfield à 10° C, 50 t/min/disque 5.
  • L'un ou l'autre des produits ou encore les deux peuvent contenir des morceaux, par exemple de légumes, d'épices dans une version culinaire ou, dans une version sucrée, de fruits frais, secs, confits ou en purée, de masse de confiserie telle que du chocolat.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après, faite au regard des dessins annexés montrant des modes de réalisation du dispositif donnés à titre d'exemple.
  • Dans ces dessins,
    • la figure 1 est une vue schématique d'une unité de dosage et de distribution de deux produits visqueux avec une buse d'éjection amovible d'un premier type pour dosage coaxial,
    • la figure 2 est une vue de détail en coupe axiale d'une tête de dosage multiple avec buses accolées en opposition pour dosage coaxial,
    • la figure 3 est une vue de détail en élévation d'une plaque de distribution multiple avec buses de dosage coaxial,
    • la figure 4 est une vue de détail en coupe axiale d'une tête de dosage multiple avec une seconde configuration des buses d'éjection amovibles accolées pour dosage colatéral,
    • la figure 5 est une vue en élévation d'une plaque de distribution multiple avec buses de dosage colatéral et
    • la figure 6 est une vue schématique de deux buses de configuration différentes sur une même tête de dosage avec un moyen de fixation amovible.
  • Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention montré à la figure 1, deux masses de produits laitiers fermentés du genre des petit-suisses ou un petit-suisse et une compote de fruit de consistance plastique A et B sont amenées, par exemple par vis d'Archimède simple ou double ou par pompes positives vers des trémies, qui peuvent être pressurisées, non représentées.
  • Des vannes régulées non représentées permettent d'alimenter en masses de produit des cylindres de dosage non représentés, et les masses sont amenées par des conduits 1 et 2 vers la tête de dosage 3. La tête de dosage 3 comprend une buse 4 verticale par laquelle les masses A et B sont dosées dans des pots 5 portés par un convoyeur sans fin 6 cheminant pas à pas sous les buses 4.
  • Dans le cas de la figure 1, le remplissage d'un pot est concentrique et consiste en une portion centrale de masse de type A entourée d'une portion annulaire B dosées par un mécanisme contrôle de volume. Ce mécanisme comprend de préférence un conduit 1 en amont de la buse par lequel la masse B est amenée à la buse et le conduit 1 peut être fermé et ouvert au moyen de la membrane élastique 7 contrôlée pneumatiquement par l'air provenant du canal 8. De la même manière, le conduit 2 en amont de la buse sert à amener la masse A et le conduit 2 peut être fermé ou ouvert par l'intermédiaire de la membrane élastique 10 contrôlée pneumatiquement par l'air provenant du canal 11. Les chambres de dosage volumétrique, non représentées sont constituées par des pistons de dosage et les portions de conduits 1 et 2 situées en amont des membranes. Les passages comprenant les portions de conduits 1 et 2 en aval des membranes et les passages 12 et 13 sont de préférence optimisés de manière à procurer des flux symétriques pour les masses A et B pour améliorer l'exactitude du dosage, et ils sont conçus pour occuper le minimum de place possible et assurer une configuration compacte de la tête de dosage.
  • De préférence, les pistons de dosage sont actionnés individuellement de manière à permettre un ajustement de la vitesse de dosage, par exemple au moyen d'un variateur de vitesse du moteur commandant la course des pistons. Celà peut permettre un dosage légèrement décalé de l'une des masses par rapport à l'autre lorsque leurs viscosités respectives ne sont pas exactement les mêmes.
  • Les pots se présentent sous la tête de dosage. Pour un remplissage correct, sans formation de poches d'air, la tête de dosage est montée de préférence sur un dispositif de monte et baisse figuré par la double flèche 14, par l'intermédiaire duquel les buses descendent dans les pots lorsque ceux-ci se présentent sous la doseuse, jusqu'à un niveau proche de leur fond et les remplissent tout en remontant. Ainsi, les tubes de liaison entre les cylindres de dosage et les buses sont flexibles. Les pots sont stationnaires durant le remplissage. Ils avancent d'un pas une fois remplis.
  • Comme montré aux figures 2 et 3, le dosage coaxial peut être réalisé au moyen d'une plaque de distribution pour le remplissage de 12 pots avec une configuration des buses accolées en opposition. Dans ce cas, le convoyeur avance de deux pas pour chaque dosage de deux fois 6 pots.
  • Comme montré aux figures 4 et 5, le dosage colatéral peut être réalisé au moyen d'une plaque de distribution pour le remplissage de 12 pots avec une configuration des buses accolées en opposition. Dans ce cas, le convoyeur avance de deux pas pour chaque dosage de deux fois 6 pots.
  • Un avantage considérable du dispositif de remplissage de l'invention est le fait que les buses ne sont pas en contact direct avec les membranes, ce qui permet leur amovabilité et leur interchangeabilité. Un autre avantage est que la configuration des plaques de dosage permet d'insérer aisément par exemple dans la même tête de dosage, des buses d'un type, par exemple pour le dosage coaxial avec des buses d'un autre type, par exemple pour le dosage colatéral, ce qui assure un dosage de produits de configuration variée en multipacks.
  • Comme il est apparent à la figure 6, les buses pour dosage coaxial et celles pour dosage colatéral viennent s'insérer facilement de bas en haut dans les logements correspondants 15 des plaques de distribution et elles peuvent être maintenues en place par les clavettes 16 en forme de U venant s'insérer latéralement dans les gorges 17. De préférence, les clavettes sont dans un matériau ayant subi un traitement de durcissement en surface, par exemple de "kolsterising" (procédé Hardiff) qui leur permet de glisser dans les gorges 17 ménagées dans le métal de la plaque de distribution porte-buses sans subir d'oxydation tout en assurant l'étanchéité. Bien entendu, tout système mécanique de fixation amovible équivalent pourrait être utilisé, par exemple un moyen d'encliquetage.
  • Les pots peuvent être de toute forme et dimensions, par exemple carrés, rextangulaires, tronconiques, cylindriques à section circulaire ou ovale ou par exemple en forme de coeur stylisé. Ils peuvent être opaques ou de préférence transparents pour montrer les couches contrastées des différentes masses. Le volume de remplissage peut être de préférence de 20 à 200 cm3. De préférence, les pots sont en multipacks et thermoformés, remplis et scellés avec des couvercles en continu au moyen d'un équipement "form-fill-seal".

Claims (12)

  1. Procédé de dosage combiné d'au moins deux produits alimentaires visqueux (A,B) de nature différente dans des récipients de conditionnement (5), dans lequel on dose à partir d'une pluralité de buses d'éjection, amovibles et interchangeables s'insérant dans une plaque de distribution (3), sans contact direct avec des soupapes à membranes, simultanément dans des alvéoles (5) des produits composites identiques ou différents, les dits produits composites comportant des quantités déterminées d'au moins deux produits visqueux co-dosés séparément dans les alvéoles selon un mode concomitant , notamment co-axial ou co-latéral , à partir d'une même alimentation en chacun des dits produits visqueux.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dose simultanément dans des alvéoles multiples (5) des produits composites disposés coaxialement et des produits disposés colatéralement dans un équipement de formage-remplissage-scellage du type form-fill-seal.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait l'un ou l'autre des produits visqueux ou encore les deux contiennent des morceaux, notamment de légumes, d'épices dans une version culinaire ou, dans une version sucrée, de fruits frais, secs, confits ou en purée, ou de masse de confiserie telle que du chocolat.
  4. Dispositif de dosage combiné d'au moins deux produits alimentaires visqueux de nature différente dans des récipients de conditionnement, comprenant:
    - une plaque de distribution (3) des produits, alimentée en premier produit (B), par un canal latéral (1) et en deuxième produit (A), par un canal central vertical (2),
    - des moyens d'ouverture et de fermeture séparées de l'alimentation en premier et en deuxième produit, constitués par des soupapes à membranes (7,10) actionnées pneumatiquement et caractérisé par le fait qu'il comprend :
    - une pluralité de buses d'éjection (4) des produits co-dosés, identiques ou différents amovibles et interchangeables s'insérant dans la plaque de distribution, communiquant avec les canaux d'alimentation et permettant un dosage simultané à partir d'une même alimentation en chacun des dits produits visqueux , et en ce que
    - les buses (4) ne sont pas en contact direct avec les membranes (7,10).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la configuration des passages pour les produits permet que l'un ou l'autre des produits visqueux ou encore les deux contiennent des morceaux, notamment de légumes, d'épices dans une version culinaire ou, dans une version sucrée, de fruits frais, secs, confits ou en purée, ou de masse de confiserie telle que du chocolat.
  6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le dosage a lieu dans des chambres de dosage volumétrique, constituées par des cylindres fermés par des pistons de dosage et les portions de conduits situées en amont des membranes.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les passages comprenant les portions de conduits en aval des membranes et les passages dans le corps des buses sont optimisés de manière à procurer des flux symétriques pour les masses pour améliorer l'exactitude du dosage, et qu'ils sont conçus pour occuper le minimum de place possible et assurer une configuration compacte de la tête de dosage.
  8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les pistons de dosage sont actionnés individuellement pour permettre un ajustement de la vitesse de dosage conférant un remplissage légèrement différé de l'une des masses par rapport à l'autre de manière à pouvoir remplir colatéralement des masses dont la viscosité n'est pas exactement la même.
  9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, pour un remplissage convenable des pots sans formation de poches d'air, la tête de remplissage est montée sur un dispositif de monte et baisse (14) par lequel les buses descendent dans les pots jusqu'à un niveau proche du fond et les pots sont remplis pendant que les buses remontent.
  10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les buses pour dosage coaxial et celles pour dosage colatéral viennent s'insérer facilement de bas en haut dans les logements correspondants des plaques de distribution (3) et qu'elles peuvent être maintenues en place par des éléments venant s'insérer dans les logements correspondants.
  11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les buses sont maintenues en position par des clavettes (16) en forme de U venant s'insérer latéralement dans des gorges (17) et que les clavettes (16) sont dans un matériau ayant subi un traitement de durcissement en surface, qui leur permet de glisser dans les gorges ménagées dans le métal de la plaque de distribution porte-buses sans subir d'oxydation tout en assurant l'étanchéité.
  12. Produit alimentaire visqueux composite se présentant en emballage multipack, caractérisé par le fait qu' un même multipack comporte plusieurs récipients de conditionnement, lesdites récipients contenant des produits composites comportant des quantités déterminées d'au moins deux produits visqueux de nature différente de configurations différentes notamment coaxiaux ou colatéraux.
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