FR3144907A1 - Automated dairy product production unit based on individually washable mobile modules with different functions - Google Patents
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Abstract
L’invention est relative à une unité de production automatisée de produits alimentaires impliquant une matière de base liquide ou pâteuse, comprenant des compartiments de traitement à tiroirs (16-20), configurés chacun pour recevoir plusieurs modules tiroir ; des modules cuve tiroir intégrant chacun une cuve (30) pour contenir la matière de base, la cuve étant ouverte par sa face supérieure ; et une navette (12) pour transporter les modules entre des compartiments et organiser des modules dans un même compartiment. Tout stockage et transport de matière de base en cours de traitement a lieu exclusivement dans des modules tiroir. Figure pour l’abrégé : Fig. 2AThe invention relates to an automated production unit for food products involving a liquid or pasty base material, comprising processing compartments with drawers (16-20), each configured to receive several drawer modules; drawer tank modules each integrating a tank (30) to contain the base material, the tank being open from its upper face; and a shuttle (12) for transporting modules between compartments and organizing modules in the same compartment. All storage and transport of raw material during processing takes place exclusively in drawer modules. Figure for abstract: Fig. 2A
Description
L’invention est relative à la production automatisée à petite échelle de produits laitiers, et plus généralement de produits alimentaires liquides ou pâteux.The invention relates to the automated small-scale production of dairy products, and more generally of liquid or pasty food products.
Les laiteries mettent en œuvre des processus industriels à grande échelle pour produire toute une gamme de produits laitiers prêts à la commercialisation dans des supermarchés. Les laiteries se trouvent généralement à distance des fermes de production, et elles sont alimentées en lait cru par des camions-citerne réfrigérés qui collectent le lait auprès des fermes.Dairies operate large-scale industrial processes to produce a range of dairy products ready for sale in supermarkets. Dairies are usually located at a distance from the production farms, and are supplied with raw milk by refrigerated tanker trucks that collect the milk from the farms.
Les produits laitiers issus de productions locales impliquent des processus essentiellement manuels, car les processus industriels ne sont pas adaptés aux faibles quantités produites individuellement par les fermes.Dairy products from local production involve mainly manual processes, because industrial processes are not adapted to the small quantities produced individually by farms.
De nombreux producteurs de lait renoncent à une production locale par manque de temps à consacrer aux processus essentiellement manuels impliqués.Many milk producers are opting out of local production due to a lack of time to devote to the largely manual processes involved.
On prévoit de façon générale une unité de production automatisée de produits alimentaires impliquant une matière de base liquide ou pâteuse, comprenant des compartiments de traitement à tiroirs, configurés chacun pour recevoir plusieurs modules tiroir ; des modules cuve tiroir intégrant chacun une cuve pour contenir la matière de base, la cuve étant ouverte par sa face supérieure ; et une navette pour transporter les modules entre des compartiments et organiser des modules dans un même compartiment. Tout stockage et transport de matière de base en cours de traitement a lieu exclusivement dans des modules tiroir.An automated food production unit involving a liquid or pasty feedstock is generally provided, comprising drawer processing compartments, each configured to receive a plurality of drawer modules; drawer tank modules each incorporating a tank for containing the feedstock, the tank being open at its upper face; and a shuttle for transporting the modules between compartments and organizing modules within a compartment. All storage and transport of feedstock being processed takes place exclusively in drawer modules.
L'unité de production peut comprendre en outre un module de traitement tiroir configuré pour être placé à proximité d'un module cuve dans un compartiment et effectuer des opérations sur le contenu du module cuve ; et un dispositif de lavage par aspersion configuré dans l'un des compartiments pour recevoir et laver les modules tiroir.The production unit may further include a drawer processing module configured to be placed proximate a tank module in a compartment and perform operations on the contents of the tank module; and a spray washing device configured in one of the compartments to receive and wash the drawer modules.
Le module de traitement tiroir peut être un module robot configuré pour être placé au-dessus du module cuve et intégrant un poignet mobile dans le plan du module robot pour travailler avec un outil sur le contenu du module cuve.The drawer processing module may be a robot module configured to be placed above the tank module and integrating a mobile wrist in the plane of the robot module to work with a tool on the contents of the tank module.
Le module de traitement tiroir peut être un module de transfert configuré pour être placé au-dessus du module cuve, le module de transfert incluant une cuve et une buse reliée à la cuve par une pompe, la buse étant mobile entre une position de rangement haute et une position active basse apte à pénétrer dans le module cuve.The drawer treatment module may be a transfer module configured to be placed above the tank module, the transfer module including a tank and a nozzle connected to the tank by a pump, the nozzle being movable between a high storage position and a low active position capable of penetrating the tank module.
Le module de transfert peut intégrer un robot configuré pour déplacer la buse au-dessus de pots disposés dans le module cuve pour y distribuer le contenu de la cuve du module de transfert.The transfer module may integrate a robot configured to move the nozzle above pots arranged in the tank module to distribute the contents of the tank of the transfer module.
La navette peut insérer un module de réception entre le module robot et le module cuve dans le compartiment, le module de réception étant configuré pour se déplacer entre une position sortie du compartiment où le module robot accède avec un outil de prélèvement au contenu du module cuve, et une position rentrée dans le compartiment où le module robot dépose sur le module de réception le contenu prélevé dans le module cuve.The shuttle can insert a receiving module between the robot module and the tank module in the compartment, the receiving module being configured to move between a position extended from the compartment where the robot module accesses the contents of the tank module with a picking tool, and a position retracted into the compartment where the robot module deposits the contents picked from the tank module on the receiving module.
Chaque cuve peut comprendre en son fond un clapet de vidange configuré pour être ouvert lors de l'insertion du module correspondant dans le dispositif de lavage.Each tank may include at its bottom a drain valve configured to be opened when the corresponding module is inserted into the washing device.
Chaque cuve peut comprendre un couvercle amovible, le couvercle comprenant un dispositif de brassage du contenu de la cuve ; au moins un orifice configuré pour recevoir une buse par insertion depuis le dessus ; et un dispositif de préhension configuré pour coopérer avec un dispositif de retrait du couvercle.Each tank may include a removable lid, the lid including a device for stirring the contents of the tank; at least one orifice configured to receive a nozzle by insertion from above; and a gripping device configured to cooperate with a device for removing the lid.
Le module de traitement tiroir peut être un module bain-marie tiroir configuré pour être placé sous un module cuve dans un compartiment, le module bain-marie incluant une plaque tiroir portant un dispositif élévateur ; et une cuve bain-marie tiroir portée par le dispositif élévateur.The drawer treatment module may be a drawer bain-marie module configured to be placed under a tank module in a compartment, the bain-marie module including a drawer plate carrying a lifting device; and a drawer bain-marie tank carried by the lifting device.
On prévoit également un procédé de production automatisée de produits alimentaires impliquant une matière de base liquide ou pâteuse, comprenant des étapes consistant à stocker et transporter la matière de base liquide ou pâteuse exclusivement dans des cuves mobiles configurées en modules tiroir ; et transporter les cuves entre des compartiments de traitement configurés pour recevoir les modules tiroir.Also provided is a method for automated production of food products involving a liquid or pasty base material, comprising steps of storing and transporting the liquid or pasty base material exclusively in movable tanks configured as drawer modules; and transporting the tanks between processing compartments configured to receive the drawer modules.
Le procédé peut en outre comprendre des étapes consistant à effectuer des opérations sur le contenu d'une cuve à l'aide d'un dispositif configuré en module tiroir inséré dans un compartiment à proximité de la cuve correspondante ; et laver les modules tiroir dans un compartiment dédié où les modules sont transportés après utilisation.The method may further comprise steps of performing operations on the contents of a tank using a device configured as a drawer module inserted into a compartment near the corresponding tank; and washing the drawer modules in a dedicated compartment where the modules are transported after use.
On prévoit également un dispositif de transfert d'une matière entre éléments d'un système modulaire, comme l'unité de production susmentionnée, comprenant un compartiment de traitement à tiroirs, configuré pour recevoir plusieurs modules tiroir ; inséré dans le compartiment, un module source tiroir contenant la matière ; un module robot tiroir inséré au-dessus du module source, intégrant un robot configuré pour prélever de la matière dans le module source situé dessous ; et un module de réception tiroir inséré sous le module robot. Le module source et le module de réception ont une mobilité relative entre une première position où le module robot a accès au module source pour prélever de la matière, et une deuxième position où le module robot a accès au module de réception pour déposer la matière prélevée.Also provided is a device for transferring material between elements of a modular system, such as the aforementioned production unit, comprising a drawer processing compartment, configured to receive a plurality of drawer modules; inserted into the compartment, a drawer source module containing the material; a drawer robot module inserted above the source module, incorporating a robot configured to pick up material from the source module located below; and a drawer receiving module inserted below the robot module. The source module and the receiving module have relative mobility between a first position where the robot module has access to the source module to pick up material, and a second position where the robot module has access to the receiving module to deposit the picked up material.
Le module source peut intégrer une cuve contenant la matière sous forme liquide, pâteuse ou pulvérulente et le module robot peut être configuré pour prélever et déposer la matière à l'aide d'une louche mobilisée par une machine CNC.The source module can integrate a tank containing the material in liquid, pasty or powder form and the robot module can be configured to collect and deposit the material using a ladle moved by a CNC machine.
Le module de réception peut porter des contenants destinés à recevoir la matière déposée.The receiving module can carry containers intended to receive the deposited material.
Le module de réception peut être mobile entre une position sortie du compartiment et une position rentrée dans le compartiment.The receiving module can be movable between a position extended from the compartment and a position retracted into the compartment.
Le module de réception peut comprendre un cadre inséré dans le compartiment ; des bras télescopiques agencés dans les flancs du cadre, portant une cuve de réception ; et un pignon engrenant avec une crémaillère fixée sur un segment terminal d'au moins un des bras télescopiques.The receiving module may comprise a frame inserted into the compartment; telescopic arms arranged in the sides of the frame, carrying a receiving tank; and a pinion meshing with a rack fixed on an end segment of at least one of the telescopic arms.
Des modes de réalisation seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :Embodiments will be set forth in the following description, given without limitation in relation to the attached figures among which:
La
La
La
La
La
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La
La
La
Les modes de réalisation décrits ci-après visent une production de produits laitiers à la fois locale à petite échelle et entièrement automatisée. La production est assurée par une unité de production de préférence entièrement contenue dans un abri clos transportable, par exemple un conteneur maritime, que l'on installe sur place à la ferme du producteur de lait. L'unité de production peut ainsi être approvisionnée directement par le lait issu des traites, assurant ainsi une qualité optimale de lait cru et une économie de transport.The embodiments described below aim at a production of dairy products that is both local on a small scale and fully automated. The production is ensured by a production unit preferably entirely contained in a transportable enclosed shelter, for example a sea container, which is installed on site at the milk producer's farm. The production unit can thus be supplied directly with milk from milkings, thus ensuring optimum quality of raw milk and saving on transport.
La petite échelle de la production automatisée ouvre certaines possibilités qui ne sont pas envisageables dans des productions à grande échelle. L'unité de production peut notamment travailler à la demande, à savoir prendre une commande d'un consommateur par voie électronique, organiser la production, et mettre à disposition le produit lorsque le consommateur se rend sur place.The small scale of automated production opens up certain possibilities that are not possible in large-scale production. In particular, the production unit can work on demand, i.e. take an order from a consumer electronically, organize production, and make the product available when the consumer visits the site.
Toute production de produits alimentaires, notamment de produits laitiers, est soumise à des normes d'hygiène particulièrement strictes, qui représentent un défi lorsqu'on veut les appliquer dans une production entièrement automatisée à petite échelle. En particulier, tout élément susceptible d'être en contact avec le lait ou d'être éclaboussé doit être lavé après utilisation selon des procédés préconisés. On expose ci-après un certain nombre de solutions permettant une automatisation tout en respectant les normes d'hygiène sans intervention humaine.Any production of food products, especially dairy products, is subject to particularly strict hygiene standards, which represent a challenge when applying them in a fully automated small-scale production. In particular, any element likely to come into contact with milk or be splashed must be washed after use according to recommended procedures. A number of solutions for automation while respecting hygiene standards without human intervention are presented below.
La
A titre d'exemple d'installation, on a représenté deux compartiments de stockage de produits finis 14 de part et d'autre du couloir 10, un compartiment d'alimentation en lait et de pré-traitement 16 faisant face à un compartiment réfrigérateur 18, un compartiment d'opérations mécaniques 20 faisant face à un compartiment de stockage et de distribution d'intrants 22, un compartiment de lavage 24 faisant face à un compartiment étuve 26, et deux compartiments cave 28 de part et d'autre du couloir.As an example of an installation, two finished product storage compartments 14 are shown on either side of the corridor 10, a milk supply and pre-treatment compartment 16 facing a refrigerator compartment 18, a mechanical operations compartment 20 facing an input storage and distribution compartment 22, a washing compartment 24 facing an oven compartment 26, and two cellar compartments 28 on either side of the corridor.
Le compartiment d'alimentation et de pré-traitement 16 peut être muni de tuyaux d'alimentation en lait de la ferme 16-1 et en eau 16-2. Ces tuyaux peuvent se terminer par des buses escamotables agencées au niveau du plafond du compartiment 16.The feeding and pre-treatment compartment 16 may be provided with pipes for supplying milk from the farm 16-1 and water 16-2. These pipes may terminate in retractable nozzles arranged at the ceiling of the compartment 16.
Selon les besoins d'isolation thermique ou d'étanchéité, certains compartiments peuvent être fermés par deux portes mi-hauteur qui coulissent verticalement l'une contre l'autre. Ainsi, selon la hauteur à laquelle un module est introduit ou extrait d'un compartiment, une porte haute est abaissée, ou une porte basse est levée pour permettre le passage.Depending on the thermal insulation or sealing requirements, some compartments can be closed by two half-height doors that slide vertically against each other. Thus, depending on the height at which a module is inserted or extracted from a compartment, a high door is lowered, or a low door is raised to allow passage.
Une particularité de l'unité de production est que toutes les étapes du processus de production impliquant un contact avec le lait, y compris les opérations mécaniques, sont effectuées par des modules tiroir mobiles insérés dans les compartiments. Tous ces modules tiroir, y compris ceux conçus pour effectuer des opérations mécaniques, sont configurés pour résister à une aspersion et peuvent donc, après utilisation, être déplacés pour subir un lavage par aspersion dans le compartiment de lavage 24. Le dispositif de lavage utilisé peut être type lave-vaisselle industriel.A special feature of the production unit is that all stages of the production process involving contact with milk, including mechanical operations, are carried out by movable drawer modules inserted into the compartments. All these drawer modules, including those designed to carry out mechanical operations, are configured to withstand spraying and can therefore, after use, be moved to undergo spray washing in the washing compartment 24. The washing device used may be of the industrial dishwasher type.
Les produits liquides ou pâteux intervenant dans la production sont stockés et transportés exclusivement dans des modules cuve mobiles entre des postes de traitement. Les transferts ont lieu directement d'une cuve à une autre de deux modules qui sont rassemblés pour l'occasion dans un compartiment, sans passer par des circuits externes.Liquid or pasty products used in production are stored and transported exclusively in mobile tank modules between processing stations. Transfers take place directly from one tank to another of two modules that are assembled for the occasion in a compartment, without going through external circuits.
Les figures 2A et 2B représentent des vues en perspective de dessus et en coupe de côté d'un mode de réalisation de module cuve tiroir. La
Comme on le voit à le
Le couvercle 32 peut être muni, en son centre, d'un dispositif de brassage comprenant, du côté extérieur, un boîtier étanche 38 intégrant un moteur et, du côté intérieur visible à la
Divers autres éléments électriques peuvent être reliés au boîtier 38, comme un plongeur capteur de température 41.Various other electrical elements may be connected to the housing 38, such as a temperature sensor plunger 41.
Le couvercle peut également comporter un dispositif de préhension comprenant trois plots 42 munis d'encoches orientées vers l'arrière, configurés pour coopérer avec un dispositif de retrait du couvercle, un tel dispositif de retrait étant prévu dans le compartiment de lavage 24.The cover may also include a gripping device comprising three studs 42 provided with notches facing rearward, configured to cooperate with a cover removal device, such a removal device being provided in the washing compartment 24.
Finalement, le couvercle comprend un ou plusieurs orifices 44 donnant accès au contenu de la cuve 30. Comme cela est représenté, ces orifices peuvent être fermés par des lèvres souples qui cèdent sous la pression d'une buse qu'un module placé au-dessus peut insérer à travers ces orifices.Finally, the cover includes one or more orifices 44 providing access to the contents of the tank 30. As shown, these orifices can be closed by flexible lips which yield under the pressure of a nozzle that a module placed above can insert through these orifices.
La
La cuve 30b est posée sur un dispositif élévateur 52 comprenant un plateau mobilisé par un mécanisme à bras croisés et vérin. Ce mécanisme est solidaire d'un plateau tiroir 54 inséré dans des rainures deux positions plus bas que les épaulements recevant la cuve 30b. Cette cuve 30b, si elle est destinée à chauffer, peut être munie en son fond d'une résistance électrique pour maintenir le bain-marie à la température souhaitée. Cette résistance électrique ainsi que le vérin du dispositif élévateur peuvent être alimentés par un connecteur agencé sur le bord arrière du plateau 54 et qui s'enclenche dans une prise en fond de tiroir lorsque le module est inséré dans le compartiment. Alternativement, la cuve peut être chauffée par un système à induction agencé dans le plateau élévateur, ce qui permet d’utiliser le même type de cuves pour l’ensemble des opérations.The tank 30b is placed on a lifting device 52 comprising a tray moved by a mechanism with crossed arms and a jack. This mechanism is secured to a drawer tray 54 inserted in grooves two positions lower than the shoulders receiving the tank 30b. This tank 30b, if it is intended to heat, can be provided at its bottom with an electrical resistor to maintain the bain-marie at the desired temperature. This electrical resistor as well as the jack of the lifting device can be supplied by a connector arranged on the rear edge of the tray 54 and which engages in a socket at the bottom of the drawer when the module is inserted into the compartment. Alternatively, the tank can be heated by an induction system arranged in the lifting tray, which makes it possible to use the same type of tanks for all operations.
En fonctionnement, le module cuve 30 est d'abord rempli, par exemple en l'insérant dans l'emplacement supérieur du compartiment d'alimentation et de prétraitement 16, c'est-à-dire juste sous le plafond du compartiment. Comme on l'a précédemment indiqué, ce plafond est muni de buses d'alimentation en lait et en eau. Ces buses sont escamotables pour permettre l'insertion du module cuve 30, et se déploient en pénétrant par les orifices 44 du couvercle 32 pour remplir la cuve.In operation, the tank module 30 is first filled, for example by inserting it into the upper location of the feed and pretreatment compartment 16, i.e. just under the ceiling of the compartment. As previously indicated, this ceiling is provided with milk and water feed nozzles. These nozzles are retractable to allow the tank module 30 to be inserted, and are deployed by penetrating through the orifices 44 of the cover 32 to fill the tank.
Pour libérer ce poste de remplissage, le module cuve est transporté par la navette 12 vers un poste de traitement adapté, par exemple plus bas dans le même compartiment 16, où il est prévu des tiroirs conçus pour le module bain-marie (avec une prise d'alimentation électrique et une paroi évidée pour permettre l'élévation de la cuve du module bain-marie).To free up this filling station, the tank module is transported by the shuttle 12 to a suitable treatment station, for example lower down in the same compartment 16, where drawers designed for the bain-marie module are provided (with an electrical power outlet and a hollowed-out wall to allow the tank of the bain-marie module to be raised).
Le module bain-marie 50 est amené par la navette 12 à un poste de remplissage, par exemple dans le compartiment d'alimentation 16, où la cuve peut être remplie d'eau. Le module bain-marie est ensuite transporté à son emplacement de mise en œuvre sous le module cuve 30. Le dispositif élévateur 52 est actionné et met en contact l'eau chaude de la cuve 30b avec les parois de la cuve 30. Le dispositif de brassage 38, 40 du couvercle du module cuve 30 peut être actionné pour favoriser le transfert thermique.The bain-marie module 50 is brought by the shuttle 12 to a filling station, for example in the supply compartment 16, where the tank can be filled with water. The bain-marie module is then transported to its location of implementation under the tank module 30. The lifting device 52 is actuated and brings the hot water of the tank 30b into contact with the walls of the tank 30. The stirring device 38, 40 of the cover of the tank module 30 can be actuated to promote heat transfer.
Le module bain-marie peut également servir à refroidir le contenu d'un module cuve, par exemple pour préparer des glaces ou effectuer un cycle de pasteurisation, impliquant une phase d'élévation rapide de température grâce à un premier module bain-marie, suivie d'un phase de refroidissement rapide grâce à un deuxième module bain-marie. Ce deuxième module bain-marie peut contenir du glycol et avoir son poste de mise en œuvre dans une zone de congélation du compartiment réfrigérateur 18.The bain-marie module can also be used to cool the contents of a tank module, for example to prepare ice creams or to carry out a pasteurization cycle, involving a rapid temperature rise phase using a first bain-marie module, followed by a rapid cooling phase using a second bain-marie module. This second bain-marie module can contain glycol and have its implementation station in a freezing zone of the refrigerator compartment 18.
La cuve 30b du module bain-marie peut être un module cuve indépendant qui n'est pas solidaire du plateau du dispositif élévateur 52. Ainsi, on peut utiliser tout module cuve disponible pour servir de cuve bain-marie, du moins pour le bain-marie de refroidissement, qui n'a pas de résistance de chauffage intégrée à la cuve. Le dispositif élévateur 52 et le module cuve 30b sont ainsi gérables individuellement, augmentant la flexibilité de l'unité de production.The tank 30b of the bain-marie module may be an independent tank module that is not integral with the tray of the lifting device 52. Thus, any available tank module can be used to serve as a bain-marie tank, at least for the cooling bain-marie, which does not have a heating resistor integrated into the tank. The lifting device 52 and the tank module 30b are thus individually manageable, increasing the flexibility of the production unit.
Les figures 4A et 4B représentent une vue en perspective de dessus et de côté d'un mode de réalisation de module de transfert tiroir, servant à tout transfert de produit laitier liquide d'un module cuve à un autre contenant, ou à introduire des intrants dans des modules cuve.Figures 4A and 4B show a top and side perspective view of an embodiment of a drawer transfer module, used for any transfer of liquid dairy product from one tank module to another container, or for introducing inputs into tank modules.
Le module de transfert, de hauteur 1U, est représenté au-dessus d'un module cuve 30 inséré dans le même compartiment. Il comprend une cuve 60 de hauteur 1U n'occupant que partiellement le volume du tiroir. L'espace inoccupé du tiroir loge un dispositif de transfert incluant un tuyau 62 relié à une pompe 64. La pompe 64 peut être de type péristaltique, comme cela est représenté, pour doser avec précision les volumes transférés. La cuve 60 et le dispositif de transfert sont supportés par une plaque 66 (visible seulement à la
Comme cela est représenté, le tuyau 62 comporte un premier segment qui pénètre dans la cuve 60 par un orifice d'un couvercle fermant la cuve. Un deuxième segment du tuyau 62 part de la pompe 64 vers une buse verticale 68 en regard de l'un des orifices 44 du couvercle de la cuve 30 située en dessous. La buse 68 est dans ce mode de réalisation fixée à un dispositif de translation verticale incluant un vérin à vis 70 entrainé par un moteur 72. Le moteur 72 et la pompe 64 peuvent être alimentés de façon autonome par une batterie et être commandés sans fil, comme le dispositif de brassage 38 du module cuve. Dans la
En passant, on voit dans la
Le module de transfert peut être utilisé selon plusieurs modes. Dans un premier mode, correspondant à la configuration représentée, la cuve 60 du module de transfert est remplie à partir du contenu de la cuve 30. Dans ce cas, la buse 68 est abaissée pour atteindre le fond de la cuve 30 et la pompe 64 est actionnée pour aspirer dans la cuve 30 et refouler dans la cuve 60.The transfer module can be used in several modes. In a first mode, corresponding to the configuration shown, the tank 60 of the transfer module is filled from the contents of the tank 30. In this case, the nozzle 68 is lowered to reach the bottom of the tank 30 and the pump 64 is actuated to suck into the tank 30 and discharge into the tank 60.
Dans un autre mode, la cuve 60 contient un produit à transférer, par exemple dans une cuve 30 agencée selon la configuration représentée. Dans ce cas, la pompe 64 est actionnée pour aspirer dans la cuve 60 et refouler dans la cuve 30. La buse 68 peut être abaissée partiellement pour rester au-dessus d'un niveau de liquide dans la cuve 30. Le dispositif de brassage 38, 40 du couvercle de la cuve 30 peut être actionné pour assurer un mélange homogène du produit distribué par le buse.In another embodiment, the tank 60 contains a product to be transferred, for example in a tank 30 arranged according to the configuration shown. In this case, the pump 64 is actuated to draw in the tank 60 and discharge into the tank 30. The nozzle 68 can be partially lowered to remain above a liquid level in the tank 30. The stirring device 38, 40 of the cover of the tank 30 can be actuated to ensure homogeneous mixing of the product dispensed by the nozzle.
Dans un autre mode, la cuve 60 est préremplie d'un produit liquide à distribuer, par exemple du lait incluant des ferments pour faire du yaourt. Le module de transfert peut être placé au-dessus d'un module robot tiroir, par exemple une machine de type CNC ("Computer Numerical Control") muni d'une pince configurée pour saisir la buse 68 et la déplacer au-dessus de pots portés par un module de réception tiroir situé sous le module robot. Le module de réception peut être un module cuve 30 au fond duquel les pots ont été disposés par un module robot dans un autre poste. Ainsi, toute éclaboussure de produit laitier au cours de l'opération est recueillie dans le module cuve, qui peut ensuite être déplacé pour être lavé dans le compartiment 24.In another embodiment, the tank 60 is prefilled with a liquid product to be dispensed, for example milk including ferments for making yogurt. The transfer module can be placed above a drawer robot module, for example a CNC ("Computer Numerical Control") type machine equipped with a clamp configured to grip the nozzle 68 and move it above pots carried by a drawer receiving module located under the robot module. The receiving module can be a tank module 30 at the bottom of which the pots have been placed by a robot module in another station. Thus, any splash of dairy product during the operation is collected in the tank module, which can then be moved to be washed in the compartment 24.
Dans encore un autre mode, le module de transfert peut être utilisé pour refouler le contenu de sa cuve dans un tuyau, par exemple pour laver le tuyau d'alimentation en lait 16-1.In yet another mode, the transfer module can be used to discharge the contents of its tank into a pipe, for example to wash the milk supply pipe 16-1.
La
Le robot peut être alimenté par batterie et commandé sans fil. Cependant, si une batterie est insuffisante compte tenu de l'énergie nécessaire au robot, on peut envisager de l'alimenter par un connecteur électrique en face arrière qui s'enclenche dans une prise en fond de tiroir.The robot can be battery powered and wirelessly controlled. However, if a battery is insufficient given the energy required by the robot, it can be considered to be powered by an electrical connector on the rear panel that snaps into a socket at the bottom of the drawer.
La
Les différents outils interchangeables peuvent être rangés dans un magasin à outils sous forme de module tiroir placé au-dessus du module robot. Le poignet est alors articulé, comme cela est représenté, par un axe horizontal servant à basculer le poignet vers le haut pour changer l'outil. Le magasin à outils peut être animé d'un mouvement vertical pour prendre ou déposer un outil sur le poignet orienté vers le haut. L'outil peut être maintenu dans le poignet et dans le magasin par un système à enclenchement ou magnétique.The various interchangeable tools can be stored in a tool magazine in the form of a drawer module placed above the robot module. The wrist is then articulated, as shown, by a horizontal axis used to tilt the wrist upwards to change the tool. The tool magazine can be animated with a vertical movement to pick up or place a tool on the wrist facing upwards. The tool can be held in the wrist and in the magazine by a snap-on or magnetic system.
Le module magasin à outils, recevant des outils qui ont été mis en contact avec le lait, peut, comme les autres modules, être déplacé et lavé avec tous ses outils dans le compartiment de lavage 24 après utilisation.The tool magazine module, which receives tools that have been in contact with milk, can, like the other modules, be moved and washed with all its tools in the washing compartment 24 after use.
Les figures 6A et 6B représentent des vues en perspective d'un mode de réalisation de module robot tiroir dans deux phases d'un transfert de produit laitier pâteux dans des contenants portés par un module de réception tiroir. L'état pâteux est moins adapté à un transfert par tuyau ou pompage.Figures 6A and 6B show perspective views of an embodiment of a drawer robot module in two phases of a transfer of pasty dairy product into containers carried by a drawer receiving module. The pasty state is less suitable for transfer by pipe or pumping.
L'exemple d'opération effectuée est un moulage à la louche de lait caillé dans des faisselles. Cette opération est effectuée à l'aide de trois modules tiroir superposés, à savoir un module cuve 30 disposé en bas, un module de réception 90 au milieu, et un module robot 80 au-dessus. Le module robot 80 est similaire à celui de la
Le module de réception 90, de hauteur 1U, est similaire à un module cuve tel que décrit précédemment. La cuve de ce module de réception 90 contient ici un lot de faisselles, à savoir des contenants percés pour évacuer le lactosérum du lait caillé qu'on vient y déposer. Une particularité de ce module est que la cuve est mobile pendant les opérations entre une position quasiment extraite (
Dans la phase de la
La cuve 90 est alors rentrée dans le compartiment, au moins suffisamment pour que la louche puisse atteindre la faisselle à remplir. La position de la
Lorsque les faisselles sont remplies, la cuve 90 est transportée par la navette dans une zone de repos, par exemple un compartiment cave 28, où on laisse égoutter les faisselles. Lorsque les faisselles sont prêtes, la cuve 90 peut être placée dans un poste similaire à celui des figures 6A, 6B, où les faisselles sont, par exemple, démoulées dans un autre module cuve par un module robot manipulant les faisselles à l'aide d'un pince. La pince peut être l'un des outils adaptables au poignet d'une machine CNC du type des figures 5, 6A et 6B.When the strainers are filled, the tank 90 is transported by the shuttle to a rest area, for example a cellar compartment 28, where the strainers are left to drain. When the strainers are ready, the tank 90 can be placed in a station similar to that of FIGS. 6A, 6B, where the strainers are, for example, demolded into another tank module by a robot module handling the strainers using a gripper. The gripper can be one of the tools adaptable to the wrist of a CNC machine of the type of FIGS. 5, 6A and 6B.
Le lactosérum restant dans la cuve des faisselles peut être transféré dans d'autres cuves grâce à un module de transfert du type des figures 4A et 4B, en vue d'être valorisé, par exemple pour fabriquer de la Ricotta.The whey remaining in the faisselles tank can be transferred to other tanks using a transfer module of the type shown in Figures 4A and 4B, with a view to being used, for example to make Ricotta.
Le module 90 pourrait être en tout point identique à un module cuve tel que décrit précédemment. Alors le déplacement de la cuve entre la position en fond de tiroir et la position extraite pourrait être réalisé par la navette 12.The module 90 could be in all respects identical to a tank module as described previously. Then the movement of the tank between the position at the bottom of the drawer and the extracted position could be carried out by the shuttle 12.
De préférence, pour ne pas accaparer la navette, le module 90 est configuré pour réaliser le déplacement de sa cuve de façon autonome. Pour cela, selon un mode de réalisation, le module 90 est intégré à un cadre 94 glissé en fond de tiroir. Ce cadre comporte dans ses flancs des bras télescopiques 96 sur lesquels reposent les bords latéraux de la cuve. Pour assurer le déplacement de la cuve, le segment terminal d'au moins un des bras télescopiques est fixé à une crémaillère qui engrène avec un pignon motorisé 98 agencé dans la paroi du compartiment, comme cela est représenté.Preferably, in order not to monopolize the shuttle, the module 90 is configured to move its tank autonomously. For this, according to one embodiment, the module 90 is integrated into a frame 94 slid into the bottom of the drawer. This frame has in its sides telescopic arms 96 on which the lateral edges of the tank rest. To ensure the movement of the tank, the terminal segment of at least one of the telescopic arms is fixed to a rack which meshes with a motorized pinion 98 arranged in the wall of the compartment, as shown.
Puisque les pignons 98 sont ainsi solidaires de la paroi du compartiment, ce type de poste de traitement est mis en œuvre à un emplacement fixe d'un compartiment, par exemple le compartiment opérations 20 qui peut être dédié à cela et inclure plusieurs postes de ce type répartis sur sa hauteur.Since the gables 98 are thus integral with the wall of the compartment, this type of treatment station is implemented at a fixed location in a compartment, for example the operations compartment 20 which can be dedicated to this and include several stations of this type distributed over its height.
Compte tenu du porte-à-faux occasionné lorsque la cuve est en position extraite, il est préférable de solidement fixer le cadre 94 dans le compartiment. De toute façon, ce cadre n'est utilisable qu'à l'emplacement fixe où se trouvent les pignons 98. La cuve du module 90 peut former un module cuve classique 30 dont les bords latéraux, plus précisément les flasques 34 (
Avec cette configuration, en principe, les éléments fixes comme le cadre 94 et les pignons 98 ne sont pas soumis à des éclaboussures de produit laitier, et n'ont pas besoin d'être régulièrement lavés après utilisation. Les éléments en contact avec le lait sont les cuves 30 et 90, et le module robot 80, notamment la louche et le poignet. Tous ces éléments font partie de modules déplaçables vers le compartiment 24 pour être lavés.With this configuration, in principle, the fixed elements such as the frame 94 and the pinions 98 are not subjected to splashes of dairy product, and do not need to be regularly washed after use. The elements in contact with the milk are the tanks 30 and 90, and the robot module 80, in particular the ladle and the wrist. All these elements are part of modules movable to the compartment 24 to be washed.
Selon une variante, les modules 30 et 90 peuvent être échangés, et c'est la cuve 30, alors au milieu, qui est rentrée ou extraite du compartiment pendant les opérations.According to a variant, the modules 30 and 90 can be exchanged, and it is the tank 30, then in the middle, which is brought in or extracted from the compartment during operations.
Selon un autre mode de réalisation, la structure modulaire des figures 6A et 6B peut être configurée pour retourner des fromages en cours d'affinage, et plus généralement transférer des objets d'un module tiroir source vers le module de réception 90. Pour le retournement de fromages, le couvercle du module cuve 30 (le module source) est remplacé par une plaque ajourée portant les fromages à retourner, et le module de réception 90 est également un module cuve dont le couvercle est remplacé par une plaque ajourée. Le robot est alors muni d'une pince apte à encercler chaque fromage et à le basculer de 180° au cours de son déplacement vers le module de réception.According to another embodiment, the modular structure of FIGS. 6A and 6B can be configured to turn cheeses during ripening, and more generally transfer objects from a source drawer module to the receiving module 90. For turning cheeses, the cover of the tank module 30 (the source module) is replaced by a perforated plate carrying the cheeses to be turned, and the receiving module 90 is also a tank module whose cover is replaced by a perforated plate. The robot is then equipped with a clamp capable of encircling each cheese and tilting it 180° during its movement towards the receiving module.
La structure des figures 6A et 6B offre une solution générique modulaire pour effectuer un transfert automatisé d'un module à un autre de toute matière liquide, pâteuse ou pulvérulente contenue dans une cuve, ou d'objets individuels portés sur une plaque. Le dispositif peut être utilisé dans des applications non-soumises à des contraintes sanitaires, pour transférer des matières non-périssables dans un processus automatisé.The structure of Figures 6A and 6B provides a generic modular solution for performing an automated transfer from one module to another of any liquid, pasty or powdery material contained in a tank, or of individual objects carried on a plate. The device can be used in applications not subject to sanitary constraints, to transfer non-perishable materials in an automated process.
Les figures 7A et 7B représentent des vues en perspective selon deux angles différents d'un dispositif de lavage par aspersion logé dans le compartiment 24. Le dispositif de lavage est similaire à un lave-vaisselle industriel. La partie inférieure du dispositif est réalisée par un module tiroir de hauteur 3U intégrant une cuve de réception 100, une pompe 102 et un asperseur 104 alimenté par la pompe. Une résistance de chauffage peut être prévue au fond de la cuve ou dans la pompe. Le module tiroir peut être conçu pour être placé à différentes hauteurs. Pour cela, sa face arrière peut être munie de connecteurs électriques et hydrauliques (arrivée et évacuation) qui coopèrent avec des prises correspondantes aménagées dans la paroi du fond du compartiment.Figures 7A and 7B show perspective views from two different angles of a spray washing device housed in compartment 24. The washing device is similar to an industrial dishwasher. The lower part of the device is made by a 3U high drawer module integrating a receiving tank 100, a pump 102 and a sprinkler 104 powered by the pump. A heating resistor can be provided at the bottom of the tank or in the pump. The drawer module can be designed to be placed at different heights. For this, its rear face can be provided with electrical and hydraulic connectors (inlet and outlet) which cooperate with corresponding sockets arranged in the back wall of the compartment.
La partie supérieure du dispositif de lavage est réalisée par un module tiroir de hauteur 1U ou 2U, essentiellement une plaque 106 formant le plafond, sous laquelle est agencé un asperseur 108. L'asperseur 108 est alimenté en eau par la pompe 102, par un tuyau qui passe à l'extérieur du compartiment, éventuellement par l'intermédiaire d'autres prises hydrauliques aménagées dans la paroi du fond du compartiment.The upper part of the washing device is made by a drawer module of height 1U or 2U, essentially a plate 106 forming the ceiling, under which a sprinkler 108 is arranged. The sprinkler 108 is supplied with water by the pump 102, by a pipe which passes outside the compartment, possibly by means of other hydraulic sockets arranged in the back wall of the compartment.
Comme cela est représenté, la plaque plafond 106 comporte trois pistons 110 coulissant verticalement à l'intérieur du dispositif de lavage. Les pistons ont un épaulement à leur extrémité pour coopérer avec les dispositifs de préhension 42 des couvercles des cuves, et retirer le couvercle d'une cuve lorsqu'elle est insérée dans le dispositif de lavage. Le couvercle et la cuve peuvent alors être lavés séparément.As shown, the ceiling plate 106 has three pistons 110 sliding vertically inside the washing device. The pistons have a shoulder at their end to cooperate with the gripping devices 42 of the tank covers, and remove the cover from a tank when it is inserted into the washing device. The cover and the tank can then be washed separately.
On a représenté un module robot dans le dispositif de lavage.A robot module is shown in the washing device.
Le lavage des modules de transfert demande deux opérations, l'une pour laver la cuve 60, l'autre pour laver le tuyau 62. Ainsi, par exemple, lorsqu'un module de transfert est en cours de lavage, le clapet de vidange de la cuve peut être fermé pendant une phase donnée, de sorte que la cuve se remplisse partiellement de produit de lavage. La pompe 64 est alors actionnée pour aspirer dans la cuve et refouler par la buse 68, ce qui lave l'intérieur du tuyau, de la pompe et de la buse. La même procédure peut être répétée pendant une phase de rinçage.Washing the transfer modules requires two operations, one to wash the tank 60, the other to wash the pipe 62. Thus, for example, when a transfer module is being washed, the drain valve of the tank can be closed during a given phase, so that the tank partially fills with washing product. The pump 64 is then actuated to suck into the tank and discharge through the nozzle 68, which washes the inside of the pipe, the pump and the nozzle. The same procedure can be repeated during a rinsing phase.
Dans ce qui précède, on a exposé un sous-ensemble d'éléments d'une unité de production automatisée de produits laitiers qui sont soumis à des contraintes de lavage. Tous ces éléments ont été organisés grâce à un certain nombre de solutions techniques de manière qu'ils soient dans des modules mobiles qui peuvent être facilement déplacés pour être lavés, notamment de façon automatisée dans un dispositif de lavage adapté.In the above, a subset of elements of an automated dairy production unit that are subject to washing constraints has been set out. All these elements have been organized by means of a number of technical solutions so that they are in mobile modules that can be easily moved to be washed, in particular in an automated manner in a suitable washing device.
La modularité et mobilité de tous ces éléments, notamment des modules robot, facilité également les opérations de maintenance. En effet, lorsqu'un module défectueux est détecté, la navette peut le remplacer en l'interchangeant avec un module de sauvegarde identique. On peut prévoir dans l'un des compartiments un sas accessible de l'extérieur où la navette insère des modules diagnostiqués comme défectueux. Lorsqu'un module défectueux est détecté, un service d'entretien est notifié pour que celui-ci retire du sas le module défectueux et y dépose un module équivalent de remplacement.The modularity and mobility of all these elements, particularly the robot modules, also facilitate maintenance operations. Indeed, when a defective module is detected, the shuttle can replace it by interchanging it with an identical backup module. An airlock accessible from the outside can be provided in one of the compartments where the shuttle inserts modules diagnosed as defective. When a defective module is detected, a maintenance service is notified so that it can remove the defective module from the airlock and place an equivalent replacement module there.
Bien que l'on ait utilisé le contexte de la production de produits laitiers comme principal exemple, le système modulaire décrit s'applique et d'autres produits alimentaires qui passent par une phase où ils sont liquides ou pâteux, c'est-à-dire transférables par pompage ou à la louche, comme les compotes, confitures, sirops, sorbets…
Although the context of dairy production has been used as the main example, the modular system described applies to other food products that go through a phase where they are liquid or pasty, i.e. transferable by pumping or ladling, such as compotes, jams, syrups, sorbets, etc.
Claims (11)
des compartiments de traitement à tiroirs (16-20), configurés chacun pour recevoir plusieurs modules tiroir ;
des modules cuve tiroir intégrant chacun une cuve (30) pour contenir la matière de base, la cuve étant ouverte par sa face supérieure ; et
une navette (12) pour transporter les modules entre des compartiments et organiser des modules dans un même compartiment ; et
dans laquelle tout stockage et transport de matière de base en cours de traitement a lieu exclusivement dans des modules tiroir.Automated production unit for food products involving a liquid or pasty base material, comprising:
drawer processing compartments (16-20), each configured to accommodate multiple drawer modules;
drawer tank modules each integrating a tank (30) for containing the base material, the tank being open on its upper face; and
a shuttle (12) for transporting modules between compartments and organizing modules in the same compartment; and
in which all storage and transport of raw material being processed takes place exclusively in drawer modules.
un module de traitement tiroir (50, 60, 80) configuré pour être placé à proximité d'un module cuve dans un compartiment et effectuer des opérations sur le contenu du module cuve ; et
un dispositif de lavage par aspersion (24) configuré dans l'un des compartiments pour recevoir et laver les modules tiroir.Production unit according to claim 1, further comprising:
a drawer processing module (50, 60, 80) configured to be placed proximate a tank module in a compartment and perform operations on the contents of the tank module; and
a spray washing device (24) configured in one of the compartments for receiving and washing the drawer modules.
un dispositif (38, 40) de brassage du contenu de la cuve ;
au moins un orifice (44) configuré pour recevoir une buse (68) par insertion depuis le dessus ; et
un dispositif de préhension (42) configuré pour coopérer avec un dispositif de retrait du couvercle.A production unit according to claim 1, wherein each tank (30) comprises a removable cover (32), the cover comprising:
a device (38, 40) for stirring the contents of the tank;
at least one orifice (44) configured to receive a nozzle (68) by insertion from above; and
a gripping device (42) configured to cooperate with a cover removal device.
une plaque tiroir (54) portant un dispositif élévateur (52) ; et
une cuve bain-marie tiroir (30b) portée par le dispositif élévateur.Production unit according to claim 2, in which the drawer treatment module is a drawer water bath module (50) configured to be placed under a tank module (30) in a compartment, the water bath module including:
a drawer plate (54) carrying a lifting device (52); and
a drawer bain-marie tank (30b) carried by the lifting device.
stocker et transporter la matière de base liquide ou pâteuse exclusivement dans des cuves mobiles (30) configurées en modules tiroir ; et
transporter les cuves entre des compartiments de traitement (16-24) configurés pour recevoir les modules tiroir.A method for the automated production of food products involving a liquid or pasty base material, comprising the following steps:
storing and transporting the liquid or pasty base material exclusively in mobile tanks (30) configured as drawer modules; and
transport the tanks between treatment compartments (16-24) configured to receive the drawer modules.
effectuer des opérations sur le contenu d'une cuve à l'aide d'un dispositif (50, 60, 80) configuré en module tiroir inséré dans un compartiment à proximité de la cuve correspondante ; et
laver les modules tiroir dans un compartiment dédié (24) où les modules sont transportés après utilisation.The method of claim 10, further comprising the steps of:
performing operations on the contents of a tank using a device (50, 60, 80) configured as a drawer module inserted in a compartment near the corresponding tank; and
wash the drawer modules in a dedicated compartment (24) where the modules are transported after use.
Priority Applications (2)
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FR2300337A FR3144907A1 (en) | 2023-01-13 | 2023-01-13 | Automated dairy product production unit based on individually washable mobile modules with different functions |
PCT/IB2024/050194 WO2024150125A1 (en) | 2023-01-13 | 2024-01-09 | Automated unit for producing dairy products based on individually washable mobile modules having different functions |
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Family Cites Families (2)
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FR2572255A1 (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-02 | Fives Cail Babcock | Installation for the mechanised production of yoghurt in pots |
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- 2024-01-09 WO PCT/IB2024/050194 patent/WO2024150125A1/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2647634A1 (en) * | 1989-05-31 | 1990-12-07 | Bresse Agro Ind | Cabinet for pressing pressed cheeses and pressed hard (cooked) cheeses |
CN203581762U (en) * | 2013-11-11 | 2014-05-07 | 苏州得尔达国际物流有限公司 | Intelligent storing shelf for materials |
Also Published As
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