CH616056A5 - Method for calibrating a continuous envelope (casing) stuffed with a food product - Google Patents

Description

L'invention concerne un procédé de calibrage de la dimension d'une enveloppe en cours de bourrage avec un produit alimentaire et un disque de calibrage pour la mise en œuvre du procédé.

Dans l'industrie de l'emballage de la viande, il existe des procédés de remplissage automatique et semi-automatique de divers types d'enveloppes avec une émulsion visqueuse de viande. En général, ces procédés consistent à positionner un tronçon d'enveloppe plissée, constituée d'un film continu, sur un mandrin de bourrage, puis à déplisser en continu l'enveloppe et à la remplir d'une émulsion visqueuse de viande introduite sous pression dans le mandrin de bourrage et dans l'enveloppe. L'expression enveloppe ou enveloppe tubulaire désigne une enveloppe ou un boyau en matière naturelle ou synthétique, et l'expression tronçon d'enveloppe désigne une longueur continue d'enveloppe tubulaire. Les enveloppes tubulaires plissées sont parfois appelées bâtons, ces derniers étant constitués de grandes longueurs d'enveloppe de diamètre relativement important, plissées et comprimées en tronçons courts et rigides. En variante, les bâtons peuvent être constitués d'une cartouche comprenant une enveloppe plissée et comprimée, entourée d'un manchon de maintien. Il existe des appareil et des procédés connus de production d'enveloppes cellulosiques tubulaires plissées pour produits alimentaires, comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2983949 et N° 2984574. Ces appareils peuvent être utilisés pour la préparation d'enveloppes tubulaires plissées et comprimées, pour lesquelles les rapports de compression (rapport entre la longueur non plissée et la longueur plissée) sont de l'ordre d'au moins 40 et peuvent atteindre environ 100 ou plus. Des machines convenables de bourrage de produits alimentaires peuvent être mises en œuvre pour remplir des longueurs d'enveloppes et former des chaînes ou chapelets de saucisses ou autres produits de dimensions unitaires, constitués de matières visqueuses particulaires ou hachées, par exemple d'émulsions de viande ou autres.

Pour la production de saucisses et autres produits alimentaires, les compositions de viande finement divisées, généralement appelées émulsions, sont classiquement introduites dans des enveloppes tubulaires de grandes longueurs qui, comme mentionné précédemment, peuvent être réalisées en matières naturelles ou synthétiques. Les saucisses de grand diamètre, commercialisées sous la forme de tranches multiples emballées, sont généralement produites dans des enveloppes dont le diamètre varie entre 75 et 130 mm environ. Pour la production de ces saucisses, une enveloppe de longueur prédéterminée, fermée à une extrémité par une agrafe ou une pince est d'abord enfilée manuellement sur l'extrémité d'un mandrin de bourrage, puis remplie d'une émulsion alimentaire. Lorsque l'opération de bourrage progresse, l'extrémité fermée de l'enveloppe se déplace vers l'extérieur du mandrin et l'enveloppe se déplisse et reprend sa longueur initiale ou une longueur très voisine. L'enveloppe ainsi remplie est ainsi ligaturée, torsadée ou agrafée en tronçons cylindriques de longueur unitaire prédéterminée.

L'émulsion alimentaire ainsi enveloppée et tassée est ensuite cuite et fumée par la mise en œuvre de l'un de plusieurs procédés classiques, choisi suivant le produit à réaliser, puis elle est ensuite généralement découpée en tranches et emballée pour former des articles d'un poids prédéterminé et contenant un nombre donné de tranches pour la vente au détail. Les dispositifs de coupe à grande vitesse utilisés pour ces opérations d'emballage sont préréglés pour couper un nombre de tranches de poids prédéterminé, afin de produire des emballages de même poids. Par conséquent, il est important, du point de vue commercial, que les saucisses de grand diamètre présentent, à l'état final, un diamètre à peu près uniforme d'une extrémité à l'autre et d'une pièce à l'autre, de mêmes dimensions nominales. De plus, le diamètre des tranches doit être uniforme et précis, afin que ces tranches puissent être mises en place dans des emballages rigides préfabriqués et fréquemment utilisés.

Les deux extrémités arrondies et à peu près hémisphériques d'une enveloppe pour saucisse de grand diamètre remplie d'une émulsion alimentaire ne sont généralement pas utilisées pour la production d'emballages de poids uniforme et sont rejetées ou réutilisées. Il est donc également important de produire des saucisses de grand diamètre à extrémités droites et uniformes, de manière à réduire la quantité de produit alimentaire découpé et rejeté du tronçon cylindrique uniforme.

L'utilisation, depuis de nombreuses années, d'enveloppes de saucisses manufacturées, par exemple réalisées en cellulose lâche ou armée de fibres, a permis de déterminer des conditions optimales de bourrage et de traitement pour divers types de saucisses. Ces dernières doivent généralement être enveloppées ou remplies à des diamètres initiaux ou sans traitement, choisis et recommandés pour obtenir des résultats optimaux. En pratique commerciale, un diamètre recommandé de bourrage pour chaque dimension et type d'enveloppe a été établi et calculé dans des procédés recommandés de travail, déterminés par le fabricant d'enveloppes pour la gouverne du fabricant de saucisses.

Lorsqu'une enveloppe est insuffisamment remplie et que son diamètre est inférieur au diamètre initial recommandé, il en résulte un produit dont le diamètre n'est pas uniforme d'une extrémité à l'autre et d'une pièce à l'autre. De plus, ce produit présente un aspect ridé indésirable et la saucisse traitée peut présenter une rupture d'émulsion, faisant apparaître des poches indésirables de graisse ou de liquide.

Lorsqu'une enveloppe est remplie en excès, au-delà du diamètre initial recommandé, elle peut se fendre ou se couper dans le poste de bourrage ou ensuite, pendant son transport ou pendant les opérations de cuisson et/ou de fumage. Il en résulte

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

616 056

une perte coûteuse d'émulsion et des dépenses de main-d'œuvre pour le nettoyage.

Les appareils et procédés mis en œuvre depuis de nombreuses années pour la préparation de produits alimentaires enveloppés et, en particulier, de produits alimentaires entourés d'enveloppes de grand diamètre, reposent largement, mais non exclusivement, sur une intervention manuelle pour la commande du bourrage de l'émulsion alimentaire pour former des chaînes ou chapelets de saucisses ayant chacune une longueur prédéterminée. Des progrès ont récemment porté sur l'introduction de la commande automatique de l'opération de bourrage pour la préparation de produits enveloppés de dimensions uniformes, comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2871508, N° 2999270, N° 3264679, N° 3317950, N° 3454980, N° 3547588, N° 3553769, N°3621513 et N° 3751764. La demande de brevet français N° 76.32925, déposée le 29 octobre 1976 par Vytautas Kupcikevicius et Anton Leroy Mika, décrit une forme de réalisation intéressante dans ce domaine.

Le procédé automatique de bourrage de saucisses, résumé dans la demande de brevet français N° 76.32925 précitée, implique la mise en œuvre d'une bague ou d'un disque de calibrage disposé à l'intérieur de l'enveloppe en cours de bourrage et coopérant avec une bague annulaire de retenue disposée à l'extérieur de l'enveloppe, à une distance réglable du disque de calibrage le long de l'enveloppe. Le diamètre du bord extérieur du disque de calibrage est supérieur au diamètre intérieur de l'enveloppe et le diamètre intérieur de la bague de retenue est inférieur au diamètre extérieur de la saucisse finie. Le disque de calibrage et la bague de retenue sont alignés coaxialement sur le mandrin de bourrage de l'appareil de production de saucisses et un dispositif règle l'espacement linéaire entre ce disque et cette bague.

Par une dimunition de cet espacement linéaire, l'enveloppe, en passant de son diamètre d'étirage qu'elle présente lorsqu'elle est déplissée sur le disque de calibrage à son diamètre prescrit qu'elle présente en passant entre la surface extérieure du mandrin de bourrage et le bord intérieur de la bague de retenue, subit une variation brusque de direction et il en résulte une augmentation des forces de frottement dans les zones où cette enveloppe entre en contact avec ces éléments de commande. La résistance à l'avancement de l'enveloppe ou la force de retenue exercée sur cette dernière augmente donc. Inversement, par une augmentation de l'espacement linéaire entre le disque de calibrage et la bague de retenue, l'enveloppe, en passant entre ces deux éléments avec lesquels elle entre en contact, subit un changement de direction moins brusque que précédemment et il en résulte une diminution des forces de frottement dans les zones de contact et, par conséquent, une dimunition de la résistance opposée à l'avancement de l'enveloppe ou de la force de retenue exercée sur cette dernière. Il apparaît donc que, pour un groupe donné et cohérent de paramètres de fonctionnement, comprenant le type et l'état de l'enveloppe, la consistance de l'émulsion, la vitesse et la pression sous lesquelles l'émulsion est refoulée de la pompe et, par exemple, l'état d'usure des pièces de l'appareil de bourrage, l'augmentation de la force de retenue exercée sur l'enveloppe tend à élever la pression de bourrage de cette enveloppe et à augmenter le diamètre de cette dernière, alors qu'une diminution de la force de retenue tend à faire descendre la pression de bourrage et à diminuer le diamètre du produit.

Etant donné qu'il est souhaité de maintenir le produit à un diamètre constant pour les raisons indiquées précédemment, l'espacement linéaire entre le disque de calibrage et la bague de retenue est modifié de manière contrôlée, afin de compenser les variations et les fluctuations des autres paramètres indiqués ci-dessus et dont le contrôle n'est pas aussi aisé que celui du disque et de la bague.

Ainsi, dans l'art antérieur et comme décrit dans la demande de brevet français N° 76.32925 précitée, le réglage de la force de retenue exercée sur l'enveloppe s'effectue par une commande de l'espacement entre le disque de calibrage et la bague de retenue.

Des perfectionnements apportés à l'appareil et au procédé décrits dans la demande précitée ont montré qu'il était nécessaire d'augmenter le degré de commande et la plage de variation du diamètre des produits, non pour obtenir des produits de diamètre variant davantage, mais pour augmenter les possibilités de compensation présentées par l'appareil de bourrage en fonction des variations incertaines des compositions et des matières constituant l'enveloppe, des variations des émulsions de viande et d'autres paramètres de fonctionnement. Dans l'optique du développement technique, cela a constitué un objectif à atteindre pour permettre de bourrer insuffisamment et/ou en excès l'enveloppe au cours de toute opération de remplissage, à un degré supérieur à celui pouvant être obtenu antérieurement et avec un réglage et une précision améliorés. Il est également apparu et il a été justifié que, alors qu'une augmentation du diamètre du disque de calibrage entraîne un accroissement de la force de retenue exercée sur l'enveloppe et peut élever, dans une certaine mesure, l'excès limite de bourrage de la plage contrôlée, une telle mesure n'a aucun effet sur l'insuffisance limite de bourrage et, si elle est trop accentuée, elle peut provoquer un étirage de l'enveloppe à un diamètre suffisamment supérieur à celui de la saucisse finie, pour que la limite élastique de l'enveloppe soit dépassée ou que l'enveloppe en soit autrement affectée. Dans le cas où un disque de calibrage sous-dimensionné est utilisé pour repousser la limite de l'insuffisance de bourrage de la plage contrôlée, les résultats obtenus sont différents des précédents, mais également indésirables, car l'enveloppe n'est pas assez étirée pour présenter une dimension uniforme, à l'état étiré, et permettre d'obtenir un produit bourré ayant un diamètre uniforme et précis.

L'invention est conçue et mise au point pour augmenter le degré de commande et la plage contrôlée entre les diamètres résultant d'un bourrage en excès et ceux résultant d'un bourrage insuffisant d'une enveloppe en produit alimentaire.

L'invention permet d'augmenter sensiblement la capacité de réglage pour compenser et corriger un plus grand nombre et une plus grande variété de paramètres variables de fonctionnement, de défauts de réglage et de défauts résultant de l'usure des pièces mises en œuvre pour les opérations de bourrage d'une enveloppe avec un produit alimentaire.

L'invention porte sur le procédé de calibrage défini dans la revendication 1, ainsi que sur le disque de calibrage défini dans la revendication 3.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels :

la fig. 1 est une élévation schématique, avec coupe partielle, du disque selon l'invention monté sur un appareil de bourrage, et les fig. 2 à 5 sont des coupes transversales partielles et schématiques montrant diverses formes de réalisation de disques de calibrage selon l'invention.

La fig. 1 représente en coupe un tronçon d'enveloppe 11 pour produits alimentaires, mis en place sur le mandrin 13 de bourrage d'une machine de remplissage. Seules les parties de cette machine nécessaires à la compréhension du fonctionnement de l'invention sont représentées sur cette figure. L'enveloppe 11 est représentée à l'état plissé à droite de la figure. Elle est déplissée et remplie en se déplaçant de droite à gauche. La partie gauche de la fig. 1 représente cette enveloppe bourrée.

Un disque 15 de calibrage est monté concentriquement sur le mandrin 13 de bourrage, à l'intérieur de l'enveloppe 11, de manière que son bord circonférentiel extérieur 17 glisse contre la surface circonférentielle intérieure de l'enveloppe 11, à proximité du tronçon plissé de cette dernière.

Une bague 19 de retenue, qui présente une ouverture 21, dont le diamètre est inférieur au diamètre extérieur de la saucisse finie, est disposée concentriquement sur le mandrin 13 de bourrage, à proximité de l'extrémité de ce dernier, comme représenté sur

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

616 056

la fig. 1. Dans la forme de réalisation représentée, la bague 19 de retenue assume une seconde fonction qui consiste à maintenir l'enveloppe appliquée étroitement et hermétiquement contre la surface extérieure du mandrin, afin d'empêcher tout refoulement de l'émulsion dans le tronçon non rempli, mais déplissé, de l'enveloppe. Il convient de noter que le disque de calibrage décrit peut être utilisé avantageusement avec d'autres formes de réalisation de bagues de retenue. Il n'est pas essentiel, par exemple, que l'ouverture 21 de la bague de retenue soit suffisamment petite pour faire porter l'enveloppe hermétiquement sur le mandrin de bourrage. Il suffit que l'ouverture 21 de la bague de retenue soit suffisamment petite pour contracter l'enveloppe au degré souhaité et nécessaire à l'obteniton du contrôle de dimension dans la plage souhaitée.

L'orsqu'une émulsion 23 de produit alimentaire, refoulée sous pression par une pompe (non représentée), est introduite dans l'enveloppe 11 par le mandrin 13 de bourrage, cette enveloppe 11 se remplit comme représenté à gauche sur la fig. 1. L'enveloppe 11, plissée, est étirée et dilatée en continu en passant sur le bord 17 du disque 15 de calibrage, puis elle est contractée circon-férentiellement et repliée pour passer dans l'ouverture 21 de la bague 19 de retenue. En combinant le réglage de la distance X indiquée sur la fig. 1, le diamètre D du disque de calibrage et la relation entre la largeur W du bord de ce disque et son diamètre D, suivant le rapport W/D, on peut déterminer l'amplitude de la force de retenue ou de la résistance exercée sur l'enveloppe lorsqu'elle est étirée en passant sur le bord 17 du disque 15 de calibrage, puis resserrée dans l'ouverture 21 de la bague 19 de retenue et enfin avancée jusqu'à être totalement bourrée. Lorsque la distance X est augmentée, comme décrit précédemment, l'effort résistant ou de retenue exercé sur l'enveloppe diminue et le bourrage de cette dernière tend à décroître, alors qu'une diminution de la distance X tend à augmenter ce bourrage.

L'expérience a montré, pendant la période de mise au point du disque décrit, qu'il était souhaitable de pouvoir bourrer en excès le produit afin d'en augmenter le diamètre de 0,25 mm, et également de pouvoir réaliser un bourrage insuffisant provoquant une diminution de diamètre de 1,5 mm par rapport au diamètre de bourrage recommandé dans l'industrie. Comme décrit précédemment, il est apparu qu'une augmentation ou une diminution du diamètre D du disque de calibrage ne permet pas d'obtenir ce résultat. Il est également apparu que la variation maximale de la distance X pouvant être obtenue pratiquement entre le disque 15 de calibrage et la bague 19 de retenue ne permet pas non plus d'atteindre le but recherché, pas plus que ne le peut l'association de ces paramètres variables. On a donc pensé qu'une augmentation de la largeur de la surface du bord du disque de calibrage pouvait produire le résultat souhaité.

Des travaux ont porté sur l'essai de disques de calibrage d'un diamètre variant entre 3,8 et 12,5 cm. Pour chaque diamètre essayé, on a utilisé des disques ayant des bords d'une largeur égale à 0,32, 0,64, 1,27,1,91, 2,54, 3,81 et 7,62 cm.

Ces essais ont conduit à la conclusion que des disques de calibrage ayant un bord d'une largeur inférieure à 0,64 cm et supérieure à 3,81 cm ne permettent pas d'obtenir le résultat souhaité, mais que des bourrages sensiblement différents sont obtenus avec des disques de calibrage qui, à tous les diamètres essayés, présentent une largeur de bord comprise entre 0,64 et 2,54 cm. Ces essais ont également montré que, pour les diamètres des disques utilisés, la largeur du bord permettant d'obtenir le plus efficacement les résultats souhaités est égale à 1,91 cm.

A partir des données ainsi obtenues, la plage des rapports entre la largeur W du bord du disque de calibrage et le diamètre D de ce dernier, c'est-à-dire le rapport W/D, est calculée. La limite inférieure de cette plage, correspondant à la valeur W/D=0,05, est calculée par division de la largeur la plus faible du bord, à savoir 0,64 cm, par le diamètre maximal du disque de calibrage, c'est-à-dire 12,7 cm, et la limite supérieure de la plage, correspondant à la valeur W/D = 1, est calculée par division de la plus grande largeur du bord égale à 3,81 cm, par le plus faible diamètre du disque considéré, à savoir 3,81 cm également.

De même, la plage la plus étroite et celle qui est préférée pour ces rapports est calculée par division de la plus grande largeur du bord du disque de calibrage, à savoir W= 1,91 cm, par le plus grand diamètre du disque, à savoir D= 12,7 cm, de manière qu'on . obtienne la valeur 0,15 pour la limite inférieure de cette plage. On divise ensuite la largeur W= 1,91 cm par le plus petit diamètre du disque considéré, à savoir D = 3,81 cm, de manière à obtenir 0,5, cette valeur constituant la limite supérieure de la plage préférée.

Le disque 15 de calibrage représenté sur la fig. 1 apparaît sous la forme d'une coupelle. Les fig. 2 a 5 représentent d'autres formes de réalisation du disque de calibrage selon l'invention. La fig. 2 représente ce disque sous la forme d'un anneau plein,

alors que la fig. 3 le représente sous une forme inverse de celle du disque 15 de la fig. 1. La fig. 4 représente un disque de calibrage ayant une section droite en T, et la fig. 5 représente une variante du disque de calibrage à section droite en T. Toutes ces formes de réalisation, ainsi que d'autres non représentées, entrent dans le cadre de l'invention, pourvu que les critères établissant les relations entre la largeur du bord du disque et le diamètre de ce dernier soient respectés.

Le disque de calibrage décrit ci-dessus peut être avantageusement réalisé en polyéthylène, en styrène et en acier inoxydable. Il peut cependant être réalisé en d'autres matières, bien que celles citées aient donné satisfaction au cours des essais.

Le disque de calibrage selon l'invention peut être utilisé de manière satisfaisante avec certaines variantes d'appareils de bourrage, y compris des appareils dans lesquels des bagues de retenue présentent une ouverture 21 relativement grande dans laquelle le mandrin de bourrage passe. Le disque de calibrage selon l'invention, notamment dans ces formes de réalisation comportant un bord faisant saillie dans la direction d'avance de l'enveloppe en cours de remplissage, est particulièrement avantageux à mettre en œuvre dans l'appareil et le procédé de contrôle des dimensions auxquelles une enveloppe est bourrée avec un produit alimentaire, décrits dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 686425, déposée le 14 mai 1976 par Paul Howard Frey et Vytautas Kupcikevicius.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

R

1 feuille dessins

Claims (6)

616 056

1. Procédé de calibrage d'une enveloppe en cours de bourrage avec un produit alimentaire, l'enveloppe ayant à l'état non étiré un diamètre interne donné, et étant d'abord dilatée par contact circonférentiel intérieur, puis contractée par contact circonférentiel extérieur, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir en continu le contact circonférentiel et à maintenir la largeur sur laquelle ce contact est réalisé à une valeur comprise entre 0,05 et 1 fois le diamètre intérieur présenté par l'envelpppe à l'emplacement dudit contact circonférentiel intérieur, et à maintenir ce dernier sur un diamètre (D) supérieur au diamètre interne donné.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir la largeur du contact circonférentiel à une valeur comprise entre 0,15 et 0,5 fois le diamètre présenté par l'enveloppe à l'emplacement de ce contact circonférentiel intérieur.

2

REVENDICATIONS

3. Disque de calibrage pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, l'enveloppe ayant à l'état non étiré un diamètre intérieur donné, caractérisé en ce qu'il présente un diamètre (D) supérieur au diamètre intérieur donné de l'enveloppe dans laquelle il est placé, la largeur du bord circonférentiel de ce disque étant comprise entre 0,05 et 1 fois le diamètre global du disque.

4. Disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur de son bord est comprise entre 0,15 et 0,5 fois son diamètre global.

5. Disque selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il est réalisé en acier inoxydable.

6. Disque selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé en polyéthylène ou en styrène.