WO2022106451A1 - Device and method for shelling nuts, in particular chestnuts - Google Patents

Device and method for shelling nuts, in particular chestnuts Download PDF

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WO2022106451A1
WO2022106451A1 PCT/EP2021/081951 EP2021081951W WO2022106451A1 WO 2022106451 A1 WO2022106451 A1 WO 2022106451A1 EP 2021081951 W EP2021081951 W EP 2021081951W WO 2022106451 A1 WO2022106451 A1 WO 2022106451A1
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WO
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fruits
fruit
mobile support
exposing
shell
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Application number
PCT/EP2021/081951
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French (fr)
Inventor
Serge Tastavin
Original Assignee
Innovations Technologies Formations Conseils
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N5/00—Machines for hulling, husking or cracking nuts
    • A23N5/006—Machines for hulling, husking or cracking nuts for chestnuts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N5/00—Machines for hulling, husking or cracking nuts

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for peeling nuts, in particular chestnuts. It applies, in particular, to the field of the manufacture of flour from such fruits, candied fruits, fruit jellies and jams.
  • Nuts must be dehulled in many industrial processes. However, there is no effective automatic method to remove this shell and, if present, the seed coat from the fruit.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the present invention relates to a device for peeling nuts, which comprises:
  • the present invention therefore benefits from:
  • the pressures and extractions are carried out using electromagnetic fields, which “illuminate” the chestnuts in a conveyor belt type tunnel,
  • the power of the microwave generators and or the speed of the tunnel belt are controlled in such a way as to adjust the temperatures of the chestnuts, in particular to prevent them from bursting when subjected to excessive internal pressure.
  • the shells are first subjected to an internal pressure in the fruit, in the first means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and thus partially separated from the flesh of the fruit, then subjected to at least one incision , before being separated in two stages from this flesh, by the second means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and then by thermal radiation which dries out these shells and causes them to deform, which facilitates their separation from the flesh fruit.
  • the means for positioning the fruit on the mobile support comprises a feed hopper for a cleated belt having, over at least part of the upward path of the fruit, a steep inclination, the dimension of each cleat perpendicular to the belt and the inclination of the belt being jointly configured so that a fruit with its flat side against the belt is balanced and a fruit with its curved side against the belt is unbalanced and falls back into the hopper.
  • the fruits are all oriented in the same way, preferably with their flat face against the mobile support, so that the incisions are positioned at substantially the same place on the different fruits to be peeled.
  • the mobile support is provided with a fruit configuration sensor and with a means for removing fruit that is not in a predetermined configuration.
  • the configuration sensor comprises a camera or an optical barrier and the removal means comprises an air jet generator or a movable arm.
  • At least one means for exposing the fruits moved by the mobile support to electromagnetic radiation comprises at least one microwave generator.
  • the fruits are exposed to microwaves which interact with their bipolar molecules, for example water, which has the effect of putting the shell of the fruit under pressure.
  • At least one means for exposing the fruit moved by the mobile support to electromagnetic radiation comprises a fruit temperature control so that, in this means of exposure, the temperature of the fruit is less than 70 °C.
  • the means for incising the shell of each fruit comprises at least three non-coplanar lasers.
  • non-coplanar lasers make it possible to incise the fruits not only on a plane, for example horizontal, but also outside this plane, for example in a vertical plane, which facilitates their peeling.
  • six lasers are arranged, for three of them, in a horizontal star and, for the other three, in a vertical star, which makes it possible to make continuous incisions along a horizontal circumference and a vertical circumference.
  • the means for exposing the fruits to thermal radiation comprises at least one infrared emitter emitting in the mid-infrared.
  • the means for separating the flesh of the fruits freed from their shell, on the one hand, from the shells, on the other hand comprises at least one nozzle for blowing compressed air onto the fruit.
  • the blowing nozzles blow the shells and, where applicable, the skins or integuments, from the fruits and leave the flesh on the mobile support.
  • the peeling device comprises, downstream of the separating means, a camera and an image processing system configured to monitor the quality of the peeling and trigger an alarm in the event of a peeling defect or burning of a large number of shelled fruits.
  • the means for positioning the fruits is configured to position the fruits one behind the other on the mobile support.
  • the fruits are successively treated by the means for exposing the fruits to electromagnetic radiation, the incision means, the means for exposing the fruits to thermal radiation and the separating means. The reproducibility of these treatments is thus improved and interactions or phenomena of masking of one fruit by another, phenomena which could occur if fruits were positioned side by side, are avoided.
  • the peeling device comprises a means for separating the fruit by a few millimeters on the mobile support.
  • This means of separating the fruits is, for example, a toothed wheel or a difference in speed between two conveyor belts, the acceleration given to the fruits separating them between them.
  • FIG. 1 represents, in front view, a particular embodiment of the peeling device which is the subject of the invention
  • Figure 2 shows, in front view, a fruit supply of the device illustrated in Figure 1,
  • FIG. 3 represents, in front view, a first microwave tunnel of the device illustrated in FIG. 1,
  • Figure 4 shows, in front view, a device for incising shells of the device illustrated in Figure 1,
  • FIG. 5 represents, in front view, a second microwave tunnel of the device illustrated in FIG. 1,
  • Figure 6 shows, in front view, an apparatus for exposure to thermal radiation and an apparatus for separating the device illustrated in Figure 1,
  • Figure 7 shows, in side sectional view, part of the power supply apparatus shown in Figure 2
  • Figure 8 shows, in front sectional view, the part of the power supply apparatus illustrated in Figure 7
  • FIG. 9 represents, in top view, a configuration of lasers of the incision device illustrated in FIG. 4,
  • FIG. 10 represents, in front view, the configuration of lasers illustrated in FIG. 9,
  • FIG. 11 represents, in perspective, a chestnut and the incisions made by the lasers illustrated in FIGS. 9 and 10,
  • Figure 12 shows, in front view, a chestnut sorting system correctly or incorrectly positioned
  • Figure 13 shows three chestnuts on a cleat belt from the fruit feed of the device.
  • a device 20 comprising successively a fruit supply 21, a first microwave tunnel 22, a device for incising the shells 23, a second microwave tunnel 24, a device 25 for exposure to a thermal radiation and a device 26 for separating the shells from the flesh of the fruit.
  • the fruit infeed 21 positions the fruit on a mobile support, for example a conveyor.
  • the first microwave tunnel 22 ensures a rise in pressure inside the shell and a separation of the skins from the flesh of the fruit.
  • the shell scoring apparatus 23 performs at least one shell scoring.
  • the second microwave tunnel 24 causes a partial extraction of the liquids from the flesh of the fruits and a separation of the skins from the flesh of the fruits.
  • the thermal radiation exposure device 25 causes the skins to crack.
  • the separation device 26 separates, on one side the shells and, on the other side, the flesh of the fruits.
  • the fruit feed 21, represented in FIG. 2, comprises a container 30, for example a large crate to contain fruit, the base of which is a pallet, also called a “palox”.
  • a frame 31 supports the container 30.
  • a feed chute 32 forming a hopper, transfers the fruit from the container 30 to a hopper 33 for feeding cleat belts.
  • a belt with cleats having a first inclination in a part 34 and a second inclination in a part 35 brings the fruit to an upper ramp 36 which opens into a feed chute 40 of the first microwave tunnel 22.
  • the belt 28 with cleats is described with reference to Figures 7 and 8, which show, in side sectional view and in front sectional view, part of the supply device 21 .
  • Figures 7 and 8 show a frame 100 carrying the hopper 33 and the strip 28 with cleats 29.
  • the spacing between two cleats is preferably less than twice the average of the largest dimension of the fruit 53.
  • Cylinders 101 and 102 stretch and drive the strip 28 with cleats 29 in the direction indicated by the arrow in FIG. 7, that is to say by raising the fruit present in the hopper 33.
  • the cleats 29 are inclined relative to the horizontal.
  • Pressurized air jet nozzles 103 drive the fruit 53 into the chute 40 in the upper part of the path of the strip 28 with cleats 29.
  • the strip 28 with cleats 29 has a first slope 34, higher, in the lower part and in particular in the hopper 33 and a second slope 35, lower, in the upper part going up to to the nozzles 103.
  • FIG. 13 illustrates, on three chestnuts 53, the effect of the combination of the width of the cleats 29 and the slope 34 on the orientation of the chestnuts which reach the chute 40.
  • the centers of gravity of the chestnuts 53 are represented by crosses and their vertical is represented by broken lines.
  • each cleat 29 perpendicular to the strip 28 and the inclination 34 of the strip 28 are jointly configured so that:
  • a chestnut 53 with its flat face against the strip 28 is in balance, because its center of gravity is above the substantially horizontal surface of the cleat 29, as shown in Figure 13 on the left; this chestnut 53 thus going up to the nozzles 103, and
  • a chestnut 53 presenting its curved face 82 against the band 28 is unbalanced and falls back into the hopper 33, as illustrated in the center of figure 13, where the curved face 82 of the fruit 53 slides on the cleat, and to the right of the figure 13 where the vertical projection of the center of gravity of the fruit is outside the substantially horizontal surface of the cleat 29.
  • the width of the cleats 29 and the slope 34 can be jointly configured for the orientation of any fruit 53 which has:
  • a face 82 opposite the flat face is a convex face since its mean radius of curvature is less than that of the flat face 81 .
  • the fruits that reach the chute 40 are all oriented in the same way, preferably with their flat face 81 against the mobile support.
  • the fruits 53 circulate one behind the other throughout the device 20, from the supply 21.
  • This positioning allows stricter control of the correct orientation fruit, more precise control of fruit temperatures, closer focusing of electromagnetic and thermal radiation and air jets and better quality of incision.
  • a configuration sensor 41 of the fruit 53 makes it possible, using a air jet nozzle, to redirect these badly positioned fruits towards the hopper 33.
  • FIG. 12 illustrates the operation of an optical barrier for capturing the position of the fruits 53 performing the function of this sensor 41.
  • chestnuts 53 are represented.
  • 110 represents the height, relative to the strip conveyor 44, of the light ray emitted and captured by this optical barrier. This height 110 corresponds to the thickness of the flat face 81 of the fruits 53.
  • the time 111 for the light ray to be cut off by a chestnut 53 correctly positioned with its flat face 81 against the conveyor belt 44 (on the left in FIG. 12) is longer than the duration 112 of cutoff of this light rays for a chestnut 53 positioned with its curved face 82 against the conveyor belt 44 (on the right in FIG. 12).
  • the chestnuts 53 that are incorrectly positioned are discriminated and they are ejected from the conveyor belt 44 with a compressed air nozzle equipped with a solenoid valve.
  • the chestnuts 53 thus removed from the conveyor belt 44 return, via a chute (not shown) to the hopper 33.
  • a presence sensor 38 determines the presence of fruit on the chute 40.
  • a fruit height sensor 39 in the feed hopper 33 emits an alert signal if the height of the fruit becomes lower than a predetermined height. Thus, an operator can replace the container 30 or fill it with fruit to be peeled.
  • a conveyor belt 44 is stretched by a tensioner 42.
  • the conveyor belt 44 rotates counter-clockwise.
  • the conveyor belt 44 carries the fruit 53 in the frame 43 and 45 above the microwave generators 50 and below the smoke suction tubes 47, which lead to a pipe 46 for the suction of smoke.
  • Temperature sensors 48 allow the monitoring of the temperature of the fruits.
  • Handles 49 allow manual opening of the various parts of the tunnel 22.
  • a safety sensor 55 for opening the first tunnel 22 stops the microwave generators 50 in the event of opening of the tunnel 22.
  • the conveyor belt 44 releases the fruit on a chute 52.
  • the chestnuts are subjected to an electromagnetic field, in the pressure-mounted tunnel 22, with:
  • the electromagnetic field generated by the microwave generators 50 has the special feature that it makes it possible to raise the temperature of the dipolar molecules, therefore the water molecules in particular, which are in the flesh of the chestnuts. Indeed the skins contain almost none. As a result, the electromagnetic field passes through the skins and allows the temperature rise of the flesh which contains liquids. As a result, an overpressure is created between the flesh and the skin, which causes the skins to separate from the flesh.
  • a temperature control of the fruits 53 is carried out so that the temperature of the fruits 53 is, in this means of exposure, the temperature of the fruits is lower than 70 ° C, and, at the exit of the tunnel 22, between 50 ° C and 70°C.
  • this temperature range may vary according to the type of fruit, for example the type of chestnut, or the liquid content of the fruit.
  • the temperature is measured, preferably, using infrared type sensors, without contact, installed after each generator 50.
  • the temperature recorded is that of each fruit during its passage in front of each temperature sensor.
  • the temperature gradient inside the fruits 53 promotes the evacuation of water from the flesh. This water moves between the flesh and the skins, which favors the final peeling and the absence of marking of the flesh by the means of incision.
  • the chute 52 brings the fruit onto a conveyor belt 77 which, in Figure 4, rotates counter-clockwise.
  • the conveyor belt 77 carries the fruit into the frame 59 where lasers 71 to 76 mounted on a frame 79 make cuts in the shell of the fruit.
  • the arrangement of these six lasers 71 to 76 is detailed in FIG. 9.
  • a fume extractor 69 sucks the fumes from different places of the incision device 23.
  • the conveyor belt 77 deposits the fruits on a transfer gutter 84.
  • a management touch screen 57 allows monitoring of the operation of the device 23. Connected to this touch screen, a management assembly ensures the correct operation of the device.
  • the lasers 71 to 76 are positioned to make incisions 105 (see Figure 11), in a vertical plane, and 106, in a horizontal plane, making a full fruit circumference 53.
  • the means for incising the shell of each fruit 53 comprises at least one laser.
  • the incision means comprises at least three non-coplanar lasers. These non-coplanar lasers make it possible to incise the fruits not only on a plane, for example horizontal, but also outside this plane, for example in a vertical plane, which favors their peeling.
  • the means for incising the shell of each fruit 53 comprises six lasers are arranged, for three of them referenced 72, 74 and 75, in a horizontal star pattern and, for the other three referenced 71, 73 and 76, in a vertical star via mirrors, which makes it possible to make continuous incisions 105 and 106 along a vertical circumference and a horizontal circumference, respectively.
  • the incisions 105 and 106 over twice 360°, the final peeling is easier.
  • this double incision is not essential, a single one, preferably the horizontal incision 106, may suffice.
  • each incision is made using CO2 type laser beams.
  • each incision can be made with another means, for example a rotary knife or a laser of another type.
  • Chestnuts 53 for reasons of efficiency, remain in a row, but we separate them by a few millimeters so as to leave space for the lasers to perform the complete 360° incisions.
  • the separation means is a toothed wheel 78, each fruit 53 being retained by a tooth of this wheel 78 before being released with a predetermined gap behind the previous fruit 53.
  • the conveyor belt 77 is faster than the conveyor belt 44, which ensures a gap between the fruits 53 moved by the conveyor belt 77.
  • the second microwave tunnel 24 is similar to the first microwave tunnel 22. It receives the fruit from the gutter 84 and delivers it to the gutter 86. A presence sensor 85 determines the presence of fruit on the gutter 86.
  • the temperatures of the chestnuts are controlled, using sensors preferably without contacts, of the infrared type, for example, in the second tunnel 24, which allows an adjustment of the quality of the peeling while preserving the quality as well as possible. chestnuts and their final weight.
  • the temperature is controlled so that the temperature of the fruits 53 does not exceed 70° C. in the second tunnel 24. It is noted that the fruits 53 can, in the second tunnel 24, be heated to a higher temperature than in the first tunnel 22 since an incision has been made and the fruits 53 therefore do not risk bursting. Additionally, in embodiments, the fruit 53 is cooked, at least partially, in the second tunnel 24.
  • the gutter 86 emerges at the inlet of the device 25 for exposure to thermal radiation and delivers the fruit onto a belt 88 with metal mesh, preferably made of stainless steel ("stainless steel"), driven by a motor 94.
  • the device 25 comprises a sensor 87 of the presence of fruit on the gutter 86 which controls the ignition and adjustment of infrared emitters 89.
  • the chestnuts 53 are preferentially subjected to infrared radiation, preferably of the medium type, that is to say with a wavelength of between 2.5 and 25 ⁇ m.
  • medium-type infrared rays have radiation that allows rays to penetrate over a few tenths of a mm, which is enough to crack the skin.
  • a control of the temperature of the fruits 53 is carried out, for example using infrared temperature sensors, so that, at the output of this device 25 for exposure to thermal radiation, the temperature of the fruits 53 is included in the interval from 150°C to 400°C.
  • a higher temperature is authorized, for example in order for the fruits 53 to be peeled and au gratin.
  • the device 26 for separating the shells from the flesh of the fruits comprises a compressed air supply tube 91 and blowing nozzles 92 which blows the shells and, where appropriate, the skins or integuments, from the fruits and leaves the flesh on the carpet 88.
  • the device 26 comprises a vacuum cleaner for the evacuation of the puffed hulls and skins.
  • a presence sensor 93 verifies the presence of fruit flesh on the belt 88.
  • the belt 88 delivers the fruit flesh to a transfer gutter 95 equipped with a camera 96 for peeling quality control.
  • the camera 96 supplies images to an image processing software which checks the quality of the peeling and triggers an alarm in the event of a peeling defect or burning of a proportion of fruits (53) stripped of their upper shells to a predetermined value, for example 5%.
  • the image processing discriminates the flesh, the skin, the shell, a burn from the flesh by their colors and/or their textures.
  • the blowing nozzles 92 are installed immediately after the zone of exposure to thermal radiation, so as to separate the skins from the flesh without particular shocks, which allows peeling without damage to the fruits 53 at peel.
  • the device 20 for peeling nuts 53 comprises:
  • the shells are thus first subjected to internal pressure in the fruit, in the first means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and thus partially separated from the flesh of the fruit, then subjected to at least one incision, before being separated in two stages from this flesh, by the second means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and then by thermal radiation which dries out these shells and causes them to deform, which facilitates their separation from the flesh of the fruit 53.

Abstract

The device (20) for shelling nuts (53) comprises: - a means (21) for placing nuts on a moving carrier, - a first means (22) for exposing the nuts moved by the moving carrier to electromagnetic radiation, - at least one means (23) for cutting the shell of each nut through the entire thickness of the shell while the nut moves along the moving carrier, - a second means (24) for exposing the nuts moved by the moving carrier to electromagnetic radiation, - a means (25) for exposing the nuts to heat radiation and - a means (26) for separating the flesh of the shelled nuts from the shells.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF ET PROCÉDÉ D’ÉPLUCHAGE DE FRUITS ÀTITLE OF THE INVENTION: DEVICE AND METHOD FOR PEELING FRUIT WITH
COQUE, NOTAMMENT DE CHÂTAIGNES HULL, PARTICULARLY OF CHESTNUTS
Domaine technique de l’invention Technical field of the invention
La présente invention vise un dispositif et un procédé d’épluchage de fruits à coque, notamment de châtaignes. Elle s’applique, notamment, au domaine de la fabrication de farine de tels fruits, de fruits confits, de pâtes de fruits et de confitures. The present invention relates to a device and a method for peeling nuts, in particular chestnuts. It applies, in particular, to the field of the manufacture of flour from such fruits, candied fruits, fruit jellies and jams.
État de la technique State of the art
Les fruits à coques doivent être débarrassés de leur coque dans de nombreux processus industriels. Cependant, il n’existe pas de méthode automatique efficace pour retirer cette coque et, le cas échéant, le tégument du fruit. Nuts must be dehulled in many industrial processes. However, there is no effective automatic method to remove this shell and, if present, the seed coat from the fruit.
Présentation de l’invention Presentation of the invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. The present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
À cet effet, la présente invention vise un dispositif d’épluchage de fruits à coque, qui comporte : To this end, the present invention relates to a device for peeling nuts, which comprises:
- un moyen de positionnement des fruits sur un support mobile,- a means of positioning the fruit on a mobile support,
- un premier moyen d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a first means of exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- au moins un moyen d’incision de la coque de chaque fruit dans toute l’épaisseur de la coque, pendant le déplacement du fruit sur le support mobile,- at least one means of incising the shell of each fruit throughout the thickness of the shell, while the fruit is moving on the mobile support,
- un deuxième moyen d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a second means of exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- un moyen d’exposition des fruits à un rayonnement thermique et- a means of exposing fruits to thermal radiation and
- un moyen de séparation de la chair des fruits débarrassés de leur coque, d’une part, des coques, d’autre part. - a means of separating the flesh of fruits removed from their shell, on the one hand, from the shells, on the other hand.
La présente invention bénéficie donc de : The present invention therefore benefits from:
- l’association de la pression et des extractions de liquides pour séparer les peaux, tan et péricarpe de la chair des châtaignes, - the combination of pressure and liquid extractions to separate the skins, tan and pericarp from the chestnut flesh,
- les pressions et extractions sont effectuées à l’aide de champs électromagnétiques, qui « éclairent » les châtaignes dans un tunnel de type à bande transporteuse,- the pressures and extractions are carried out using electromagnetic fields, which “illuminate” the chestnuts in a conveyor belt type tunnel,
- la puissance de générateurs hyperfréquences et ou la vitesse du tapis du tunnel sont contrôlées de façon à ajuster les températures des châtaignes ceci plus particulièrement pour éviter qu’elles éclatent, soumises à une pression interne trop importante. - the power of the microwave generators and or the speed of the tunnel belt are controlled in such a way as to adjust the temperatures of the chestnuts, in particular to prevent them from bursting when subjected to excessive internal pressure.
Grâce à ces dispositions, les coques sont, d’abord soumises à une pression interne au fruit, dans le premier moyen d’exposition des fruits à un rayonnement électromagnétique et ainsi partiellement séparés de la chair du fruit, puis soumises à au moins une incision, avant d’être séparés en deux temps de cette chair, par le deuxième moyen d’exposition des fruits à un rayonnement électromagnétique puis par le rayonnement thermique qui dessèche ces coques et les amène à se déformer, ce qui facilite leur séparation de la chair du fruit. Thanks to these arrangements, the shells are first subjected to an internal pressure in the fruit, in the first means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and thus partially separated from the flesh of the fruit, then subjected to at least one incision , before being separated in two stages from this flesh, by the second means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and then by thermal radiation which dries out these shells and causes them to deform, which facilitates their separation from the flesh fruit.
Dans des modes de réalisation, chaque fruit présentant une face dont le rayon de courbure moyen est maximal, dite « face plate » et une face opposée à la face plate dite « face bombée », le moyen de positionnement des fruits sur le support mobile comporte une trémie d'alimentation d’une bande à tasseaux présentant, sur au moins une partie du chemin ascendant des fruits, une forte inclinaison, la dimension de chaque tasseau perpendiculairement à la bande et l’inclinaison de la bande étant conjointement configurées pour qu’un fruit présentant sa face plate contre la bande soit en équilibre et qu’un fruit présentant sa face bombée contre la bande soit en déséquilibre et retombe dans la trémie. In embodiments, each fruit having a face whose average radius of curvature is maximum, called "flat face" and a face opposite the flat face called "curved face", the means for positioning the fruit on the mobile support comprises a feed hopper for a cleated belt having, over at least part of the upward path of the fruit, a steep inclination, the dimension of each cleat perpendicular to the belt and the inclination of the belt being jointly configured so that a fruit with its flat side against the belt is balanced and a fruit with its curved side against the belt is unbalanced and falls back into the hopper.
Grâce à ces dispositions, les fruits sont tous orientés de la même manière, préférentiellement avec leur face plate contre le support mobile, si bien que les incisions sont positionnées sensiblement au même endroit sur les différents fruits à éplucher. Thanks to these arrangements, the fruits are all oriented in the same way, preferably with their flat face against the mobile support, so that the incisions are positioned at substantially the same place on the different fruits to be peeled.
Dans des modes de réalisation, le support mobile est muni d’un capteur de configuration des fruits et d’un moyen de retrait des fruits ne se présentant pas dans une configuration prédéterminée. In some embodiments, the mobile support is provided with a fruit configuration sensor and with a means for removing fruit that is not in a predetermined configuration.
Ainsi, les fruits dont la face plate n’est pas en appui sur le support mobile sont retirés du support mobile. Par exemple, le capteur de configuration comporte une caméra ou une barrière optique et le moyen de retrait comporte un générateur de jet d’air ou un bras mobile. Thus, the fruits whose flat side is not resting on the mobile support are removed from the mobile support. For example, the configuration sensor comprises a camera or an optical barrier and the removal means comprises an air jet generator or a movable arm.
Dans des modes de réalisation, au moins un moyen d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique comporte au moins un générateur hyperfréquences. Ainsi, les fruits sont exposés à des microondes qui interagissent avec leurs molécules bipolaires, par exemple l’eau, ce qui a pour effet de mettre la coque du fruit sous pression. In some embodiments, at least one means for exposing the fruits moved by the mobile support to electromagnetic radiation comprises at least one microwave generator. Thus, the fruits are exposed to microwaves which interact with their bipolar molecules, for example water, which has the effect of putting the shell of the fruit under pressure.
Dans des modes de réalisation, au moins un moyen d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique comporte un asservissement de température des fruits pour que, dans ce moyen d’exposition, la température des fruits soit inférieure à 70°C. In some embodiments, at least one means for exposing the fruit moved by the mobile support to electromagnetic radiation comprises a fruit temperature control so that, in this means of exposure, the temperature of the fruit is less than 70 °C.
On évite ainsi que les fruits éclatent sous l’effet de la chaleur. This prevents the fruit from bursting under the effect of the heat.
Dans des modes de réalisation, le moyen d’incision de la coque de chaque fruit comporte au moins trois lasers non coplanaires. In embodiments, the means for incising the shell of each fruit comprises at least three non-coplanar lasers.
Ces lasers non coplanaires permettent d’inciser les fruits non seulement sur un plan, par exemple horizontal, mais aussi en dehors de ce plan, par exemple dans un plan vertical, ce qui favorise leur épluchage. Par exemple, six lasers sont disposés, pour trois d’entre eux, en étoile horizontale et, pour les trois autres, en étoile verticale, ce qui permet de faire des incisions continues selon une circonférence horizontale et une circonférence verticale. These non-coplanar lasers make it possible to incise the fruits not only on a plane, for example horizontal, but also outside this plane, for example in a vertical plane, which facilitates their peeling. For example, six lasers are arranged, for three of them, in a horizontal star and, for the other three, in a vertical star, which makes it possible to make continuous incisions along a horizontal circumference and a vertical circumference.
Dans des modes de réalisation, le moyen d’exposition des fruits à un rayonnement thermique comporte au moins un émetteur infrarouge émettant dans les infrarouges moyens. In embodiments, the means for exposing the fruits to thermal radiation comprises at least one infrared emitter emitting in the mid-infrared.
Ces rayons infrarouges chauffent les coques et les assèchent, ce qui a pour effet de les séparer de la chair des fruits. These infrared rays heat the shells and dry them out, which has the effect of separating them from the fruit flesh.
Dans des modes de réalisation, le moyen de séparation de la chair des fruits débarrassés de leur coque, d’une part, des coques, d’autre part, comporte au moins une buse de soufflage d’air comprimé sur les fruits. In some embodiments, the means for separating the flesh of the fruits freed from their shell, on the one hand, from the shells, on the other hand, comprises at least one nozzle for blowing compressed air onto the fruit.
Les buses de soufflage soufflent les coques et, le cas échéant, les peaux ou téguments, des fruits et en laisse la chair sur le support mobile. The blowing nozzles blow the shells and, where applicable, the skins or integuments, from the fruits and leave the flesh on the mobile support.
Dans des modes de réalisation, le dispositif d’épluchage comporte, en aval du moyen de séparation, une caméra et un système de traitement d’images configuré pour contrôler la qualité de l’épluchage et déclencher une alarme en cas de défaut d’épluchage ou de brûlure d’un nombre important de fruits débarrassés de leurs coques. In some embodiments, the peeling device comprises, downstream of the separating means, a camera and an image processing system configured to monitor the quality of the peeling and trigger an alarm in the event of a peeling defect or burning of a large number of shelled fruits.
Dans des modes de réalisation, le moyen de positionnement des fruits est configuré pour positionner les fruits l’un derrière l’autre sur le support mobile. Ainsi, les fruits sont successivement traités par les moyens d’exposition des fruits à un rayonnement électromagnétique, le moyen d’incision, le moyen d’exposition des fruits à un rayonnement thermique et le moyen de séparation. La reproductibilité de ces traitements est ainsi améliorée et on évite des interactions ou des phénomènes de masquage d’un fruit par un autre, phénomènes qui pourraient se produire si des fruits étaient positionnés côte à côte. In embodiments, the means for positioning the fruits is configured to position the fruits one behind the other on the mobile support. Thus, the fruits are successively treated by the means for exposing the fruits to electromagnetic radiation, the incision means, the means for exposing the fruits to thermal radiation and the separating means. The reproducibility of these treatments is thus improved and interactions or phenomena of masking of one fruit by another, phenomena which could occur if fruits were positioned side by side, are avoided.
Dans des modes de réalisation, le dispositif d’épluchage comporte un moyen de séparation de quelques millimètres des fruits sur le support mobile. In some embodiments, the peeling device comprises a means for separating the fruit by a few millimeters on the mobile support.
On laisse ainsi un espace entre deux fruits, ce qui permet une incision sur toute la circonférence des fruits. This leaves a space between two fruits, which allows an incision over the entire circumference of the fruits.
Ce moyen de séparation des fruits est, par exemple, une roue dentée ou une différence de vitesse entre deux bandes transporteuses, l’accélération donnée aux fruits les écartant entre eux. This means of separating the fruits is, for example, a toothed wheel or a difference in speed between two conveyor belts, the acceleration given to the fruits separating them between them.
Brève description des figures Brief description of figures
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé d’épluchage de fruits à coque objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : Other advantages, aims and particular characteristics of the invention will emerge from the non-limiting description which follows of at least one particular embodiment of the device and of the method for peeling nuts which are the subject of the present invention, with regard to accompanying drawings, in which:
La figure 1 représente, en vue de face, un mode de réalisation particulier du dispositif d’épluchage objet de l’invention, FIG. 1 represents, in front view, a particular embodiment of the peeling device which is the subject of the invention,
La figure 2 représente, en vue de face, une alimentation de fruits du dispositif illustré en figure 1 , Figure 2 shows, in front view, a fruit supply of the device illustrated in Figure 1,
La figure 3 représente, en vue de face, un premier tunnel hyperfréquence du dispositif illustré en figure 1 , FIG. 3 represents, in front view, a first microwave tunnel of the device illustrated in FIG. 1,
La figure 4 représente, en vue de face, un appareil d’incision de coques du dispositif illustré en figure 1 , Figure 4 shows, in front view, a device for incising shells of the device illustrated in Figure 1,
La figure 5 représente, en vue de face, un deuxième tunnel hyperfréquence du dispositif illustré en figure 1 , FIG. 5 represents, in front view, a second microwave tunnel of the device illustrated in FIG. 1,
La figure 6 représente, en vue de face, un appareil d’exposition à un rayonnement thermique et un appareil de séparation du dispositif illustré en figure 1 , Figure 6 shows, in front view, an apparatus for exposure to thermal radiation and an apparatus for separating the device illustrated in Figure 1,
La figure 7 représente, en vue en coupe latérale, une partie de l’appareil d’alimentation illustré en figure 2, La figure 8 représente, en vue en coupe de face, la partie de l’appareil d’alimentation illustrée en figure 7, Figure 7 shows, in side sectional view, part of the power supply apparatus shown in Figure 2, Figure 8 shows, in front sectional view, the part of the power supply apparatus illustrated in Figure 7,
La figure 9 représente, en vue de dessus, une configuration de lasers de l’appareil d’incision illustré en figure 4, FIG. 9 represents, in top view, a configuration of lasers of the incision device illustrated in FIG. 4,
La figure 10 représente, en vue de face, la configuration de lasers illustrée en figure 9, La figure 11 représente, en perspective, une châtaigne et les incisions réalisées par les lasers illustrés en figures 9 et 10, FIG. 10 represents, in front view, the configuration of lasers illustrated in FIG. 9, FIG. 11 represents, in perspective, a chestnut and the incisions made by the lasers illustrated in FIGS. 9 and 10,
La figure 12 représente, en vue de face, un système de tri de châtaignes correctement ou incorrectement positionnées et Figure 12 shows, in front view, a chestnut sorting system correctly or incorrectly positioned and
La figure 13 représente trois châtaignes sur un tapis à tasseau de l’alimentation de fruits du dispositif. Figure 13 shows three chestnuts on a cleat belt from the fruit feed of the device.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. This description is given on a non-limiting basis, each characteristic of an embodiment being able to be combined with any other characteristic of any other embodiment in an advantageous manner.
On note, dès à présent, que les figures sont, chacune, à l’échelle et que les échelles des différentes figures peuvent être différentes. We note, from now on, that the figures are each to scale and that the scales of the different figures can be different.
Dans toute la description, on appelle « supérieur » ou « haut » ce qui est en haut ou orienté vers le haut, sur les figures 1 à 8 et 9 à 12, figures qui correspondent à la configuration d’utilisation normale du dispositif 10. On appelle « inférieur » ou « bas », ce qui est en bas ou orienté vers le bas, dans ces figures. Les notions de vertical et horizontale découlent de ces définitions. On appelle « longueurs », les dimensions parallèles à un axe longitudinal 27 du plan de symétrie général du dispositif, axe de droite à gauche en figure 1 . On appelle « interne » ce qui proche de ou orienté vers cet axe longitudinal et « externe », ce qui est éloigné ou orienté à l’opposé de cet axe. On appelle « hauteurs », les dimensions dans la direction verticale et « largeurs » les dimensions dans la direction perpendiculaire au plan vertical passant par l’axe 27, plan général de symétrie du dispositif. On appelle « de face » les vues représentant ce plan général de symétrie, « latérales », les vues dans lesquelles l’axe 27 serait représenté par un point. Throughout the description, "upper" or "top" means what is at the top or oriented upwards, in Figures 1 to 8 and 9 to 12, figures which correspond to the normal configuration of use of the device 10. We call "lower" or "low", what is below or directed downwards, in these figures. The notions of vertical and horizontal derive from these definitions. “Lengths” are the dimensions parallel to a longitudinal axis 27 of the general plane of symmetry of the device, axis from right to left in FIG. “Internal” is what is close to or oriented towards this longitudinal axis and “external” is what is distant or oriented opposite to this axis. We call "heights" the dimensions in the vertical direction and "widths" the dimensions in the direction perpendicular to the vertical plane passing through the axis 27, general plane of symmetry of the device. We call "front" the views representing this general plane of symmetry, "side", the views in which the axis 27 would be represented by a point.
On observe, en figure 1 , un dispositif 20 comportant successivement, une alimentation de fruits 21 , un premier tunnel hyperfréquence 22, un appareil d’incision des coques 23, un deuxième tunnel hyperfréquence 24, un appareil 25 d’exposition à un rayonnement thermique et un appareil 26 de séparation des coques des chairs des fruits. In FIG. 1, a device 20 comprising successively a fruit supply 21, a first microwave tunnel 22, a device for incising the shells 23, a second microwave tunnel 24, a device 25 for exposure to a thermal radiation and a device 26 for separating the shells from the flesh of the fruit.
L’alimentation de fruits 21 positionne les fruits sur un support mobile, par exemple un convoyeur. Le premier tunnel hyperfréquence 22 assure une montée en pression à l’intérieur de la coque et une séparation des peaux des chairs des fruits. L’appareil d’incision des coques 23 effectue au moins une incision des coques. Le deuxième tunnel hyperfréquence 24 provoque une extraction partielle des liquides de la chair des fruits et une séparation des peaux des chairs des fruits. L’appareil d’exposition à un rayonnement thermique 25 provoque un craquellement des peaux. L’appareil 26 de séparation sépare, d’un côté les coques et, d’un autre côté, les chairs des fruits. Ces différentes parties du dispositif 20 sont décrites plus en détail ci-après. The fruit infeed 21 positions the fruit on a mobile support, for example a conveyor. The first microwave tunnel 22 ensures a rise in pressure inside the shell and a separation of the skins from the flesh of the fruit. The shell scoring apparatus 23 performs at least one shell scoring. The second microwave tunnel 24 causes a partial extraction of the liquids from the flesh of the fruits and a separation of the skins from the flesh of the fruits. The thermal radiation exposure device 25 causes the skins to crack. The separation device 26 separates, on one side the shells and, on the other side, the flesh of the fruits. These different parts of the device 20 are described in more detail below.
L’alimentation de fruit 21 , représentée en figure 2, comporte un contenant 30, par exemple une grande caisse pour contenir des fruits dont la base est une palette, aussi appelée « palox ». Un châssis 31 supporte le contenant 30. Une goulotte d’alimentation 32, formant trémie, transfère les fruits depuis le contenant 30 jusqu’à une trémie 33 d'alimentation de tapis à tasseaux. Une bande à tasseaux présentant une première inclinaison dans une partie 34 et une seconde inclinaison dans une partie 35 amène les fruits jusqu’à une rampe supérieure 36 qui débouche sur une goulotte 40 d'alimentation du premier tunnel hyperfréquence 22. La bande 28 à tasseaux est décrite en regard des figures 7 et 8, qui représentent, en vue en coupe latérale et en vue en coupe de face, une partie de l’appareil d’alimentation 21 . The fruit feed 21, represented in FIG. 2, comprises a container 30, for example a large crate to contain fruit, the base of which is a pallet, also called a “palox”. A frame 31 supports the container 30. A feed chute 32, forming a hopper, transfers the fruit from the container 30 to a hopper 33 for feeding cleat belts. A belt with cleats having a first inclination in a part 34 and a second inclination in a part 35 brings the fruit to an upper ramp 36 which opens into a feed chute 40 of the first microwave tunnel 22. The belt 28 with cleats is described with reference to Figures 7 and 8, which show, in side sectional view and in front sectional view, part of the supply device 21 .
On observe, en figures 7 et 8, un châssis 100 portant la trémie 33 et la bande 28 à tasseaux 29. L’écartement entre deux tasseaux est préférentiellement inférieur à deux fois la moyenne de la plus grande dimension des fruits 53. Figures 7 and 8 show a frame 100 carrying the hopper 33 and the strip 28 with cleats 29. The spacing between two cleats is preferably less than twice the average of the largest dimension of the fruit 53.
Des cylindres 101 et 102, dont l’un au moins est motorisé, tendent et entraînent la bande 28 à tasseaux 29 dans le sens indiqué par la flèche en figure 7, c’est-à-dire en remontant les fruits présents dans la trémie 33. Les tasseaux 29 sont inclinés par rapport à l’horizontale. Des buses 103 de jet d’air sous pression entraînes les fruits 53 dans la goulotte 40 dans la partie haute du chemin de la bande 28 à tasseaux 29.Cylinders 101 and 102, at least one of which is motorized, stretch and drive the strip 28 with cleats 29 in the direction indicated by the arrow in FIG. 7, that is to say by raising the fruit present in the hopper 33. The cleats 29 are inclined relative to the horizontal. Pressurized air jet nozzles 103 drive the fruit 53 into the chute 40 in the upper part of the path of the strip 28 with cleats 29.
Comme on l’observe en figure 7, la bande 28 à tasseaux 29 présente une première pente 34, plus élevée, dans la partie basse et notamment dans la trémie 33 et une deuxième pente 35, plus faible, dans la partie haute allant jusqu’aux buses 103. La figure 13 illustré, sur trois châtaignes 53, l’effet de la combinaison de la largeur des tasseaux 29 et de la pente 34 sur l’orientation des châtaignes qui atteignent la goulotte 40. Les centres de gravité des châtaignes 53 sont représentés par des croix et leur vertical est représentée en traits discontinus. As seen in Figure 7, the strip 28 with cleats 29 has a first slope 34, higher, in the lower part and in particular in the hopper 33 and a second slope 35, lower, in the upper part going up to to the nozzles 103. FIG. 13 illustrates, on three chestnuts 53, the effect of the combination of the width of the cleats 29 and the slope 34 on the orientation of the chestnuts which reach the chute 40. The centers of gravity of the chestnuts 53 are represented by crosses and their vertical is represented by broken lines.
La dimension de chaque tasseau 29 perpendiculairement à la bande 28 et l’inclinaison 34 de la bande 28 sont conjointement configurées pour que : The dimension of each cleat 29 perpendicular to the strip 28 and the inclination 34 of the strip 28 are jointly configured so that:
- une châtaigne 53 présentant sa face plate contre la bande 28 soit en équilibre, parce que son centre de gravité est au-dessus de la surface sensiblement horizontale du tasseau 29, comme représenté en figure 13 à gauche ; cette châtaigne 53 remontant ainsi jusqu’aux buses 103, et - A chestnut 53 with its flat face against the strip 28 is in balance, because its center of gravity is above the substantially horizontal surface of the cleat 29, as shown in Figure 13 on the left; this chestnut 53 thus going up to the nozzles 103, and
- une châtaigne 53 présentant sa face bombée 82 contre la bande 28 soit en déséquilibre et retombe dans la trémie 33, comme illustré au centre de la figure 13, où la face bombée 82 du fruit 53 glisse sur le tasseau, et à droite de la figure 13 où la projection verticale du centre de gravité du fruit est en dehors de la surface sensiblement horizontale du tasseau 29. - a chestnut 53 presenting its curved face 82 against the band 28 is unbalanced and falls back into the hopper 33, as illustrated in the center of figure 13, where the curved face 82 of the fruit 53 slides on the cleat, and to the right of the figure 13 where the vertical projection of the center of gravity of the fruit is outside the substantially horizontal surface of the cleat 29.
Plus généralement, la largeur de tasseaux 29 et la pente 34 peuvent être conjointement configurées pour l’orientation de tout fruit 53 qui présente :More generally, the width of the cleats 29 and the slope 34 can be jointly configured for the orientation of any fruit 53 which has:
- une face 81 dont le rayon de courbure moyen est maximal, dite « face plate » et- a face 81 whose average radius of curvature is maximum, called "flat face" and
- une face 82 opposée à la face plate est une face bombée puisque son rayon de courbure moyen est inférieur à celui de la face plate 81 . - A face 82 opposite the flat face is a convex face since its mean radius of curvature is less than that of the flat face 81 .
Ainsi, les fruits qui atteignent la goulotte 40 sont tous orientés de la même manière, préférentiellement avec leur face plate 81 contre le support mobile. Thus, the fruits that reach the chute 40 are all oriented in the same way, preferably with their flat face 81 against the mobile support.
Préférentiellement et grâce à l’alimentation 21 décrite ci-dessus, les fruits 53 circulent l’un derrière l’autre dans tout le dispositif 20, à partir de l’alimentation 21. Ce positionnement autorise un contrôle plus strict de l’orientation correcte des fruits, un contrôle plus précis des températures des fruits, une focalisation plus étroite des rayonnements électromagnétiques et thermiques et des jets d’air et une meilleure qualité d’incision. Preferably and thanks to the supply 21 described above, the fruits 53 circulate one behind the other throughout the device 20, from the supply 21. This positioning allows stricter control of the correct orientation fruit, more precise control of fruit temperatures, closer focusing of electromagnetic and thermal radiation and air jets and better quality of incision.
Si toutefois des fruits 53 mal positionnés sur la bande 28 à tasseaux 29 ne retombent pas dans la trémie 33 et restent sur cette bande 28 puis atteignent la goulotte 40, un capteur de configuration 41 des fruits 53 permet, à l’aide d’une buse à jet d’air, de rediriger ces fruits mal positionnés vers la trémie 33. If, however, fruit 53 that is badly positioned on the strip 28 with cleats 29 does not fall back into the hopper 33 and remains on this strip 28 then reaches the chute 40, a configuration sensor 41 of the fruit 53 makes it possible, using a air jet nozzle, to redirect these badly positioned fruits towards the hopper 33.
La figure 12 illustre le fonctionnement d’une barrière optique de capture de la position des fruits 53 réalisant la fonction de ce capteur 41. Dans cette figure 12, des châtaignes 53 sont représentées. 110 représente la hauteur, par rapport à la bande transporteuse 44, du rayon lumineux émis et capté par cette barrière optique. Cette hauteur 110 correspond à l’épaisseur de la face plate 81 des fruits 53. FIG. 12 illustrates the operation of an optical barrier for capturing the position of the fruits 53 performing the function of this sensor 41. In this FIG. 12, chestnuts 53 are represented. 110 represents the height, relative to the strip conveyor 44, of the light ray emitted and captured by this optical barrier. This height 110 corresponds to the thickness of the flat face 81 of the fruits 53.
Puisque les fruits 53 avancent à une vitesse constante sur la bande transporteuse 44, la durée 111 de coupure du rayon lumineux par une châtaigne 53 correctement positionnée avec sa face plate 81 contre la bande transporteuse 44 (à gauche en figure 12) est plus longue que la durée 112 de coupure de ce rayons lumineux pour une châtaigne 53 positionnée avec sa face bombée 82 contre la bande transporteuse 44 (à droite en figure 12). En choisissant une durée limite entre ces deux valeurs, on discrimine les châtaignes 53 mal positionnées et on les éjecte de la bande transporteuse 44 avec une buse à air comprimé munie d’une électrovanne. Les châtaignes 53 ainsi retirées de la bande transporteuse 44 retournent, par l’intermédiaire d’une goulotte (non représentée) dans la trémie 33. Since the fruits 53 advance at a constant speed on the conveyor belt 44, the time 111 for the light ray to be cut off by a chestnut 53 correctly positioned with its flat face 81 against the conveyor belt 44 (on the left in FIG. 12) is longer than the duration 112 of cutoff of this light rays for a chestnut 53 positioned with its curved face 82 against the conveyor belt 44 (on the right in FIG. 12). By choosing a time limit between these two values, the chestnuts 53 that are incorrectly positioned are discriminated and they are ejected from the conveyor belt 44 with a compressed air nozzle equipped with a solenoid valve. The chestnuts 53 thus removed from the conveyor belt 44 return, via a chute (not shown) to the hopper 33.
En revenant à la figure 2, un capteur de présence 38 détermine la présence de fruits sur la goulotte 40. Un capteur 39 de hauteur des fruits dans la trémie d'alimentation 33 émet un signal d’alerte si la hauteur des fruits devient inférieure à une hauteur prédéterminée. Ainsi, un opérateur peut remplacer le contenant 30 ou le remplir de fruits à éplucher. Returning to FIG. 2, a presence sensor 38 determines the presence of fruit on the chute 40. A fruit height sensor 39 in the feed hopper 33 emits an alert signal if the height of the fruit becomes lower than a predetermined height. Thus, an operator can replace the container 30 or fill it with fruit to be peeled.
Comme on l’observe en figure 3, dans le premier tunnel hyperfréquence 22, une bande transporteuse 44 est tendue par un tendeur 42. En figure 3, la bande transporteuse 44 tourne dans le sens anti-horaire. La bande transporteuse 44 emporte les fruits 53 dans le châssis 43 et 45 au-dessus de générateurs hyperfréquences 50 et en dessous de tubes d’aspiration de fumées 47, qui débouchent sur un conduit 46 d’aspiration de fumées. Des capteurs de température 48 permettent la surveillance de la température des fruits. Des poignées 49 permettent une ouverture manuelle des différentes parties du tunnel 22. Un capteur 55 de sécurité d’ouverture du premier tunnel 22 arrête les générateurs hyperfréquences 50 en cas d’ouverture du tunnel 22. En sortie du premier tunnel 22, la bande transporteuse 44 libère les fruits sur une goulotte 52. As seen in Figure 3, in the first microwave tunnel 22, a conveyor belt 44 is stretched by a tensioner 42. In Figure 3, the conveyor belt 44 rotates counter-clockwise. The conveyor belt 44 carries the fruit 53 in the frame 43 and 45 above the microwave generators 50 and below the smoke suction tubes 47, which lead to a pipe 46 for the suction of smoke. Temperature sensors 48 allow the monitoring of the temperature of the fruits. Handles 49 allow manual opening of the various parts of the tunnel 22. A safety sensor 55 for opening the first tunnel 22 stops the microwave generators 50 in the event of opening of the tunnel 22. At the exit of the first tunnel 22, the conveyor belt 44 releases the fruit on a chute 52.
Les châtaignes sont soumises à un champ électromagnétique, dans le tunnel de monté en pression 22, avec : The chestnuts are subjected to an electromagnetic field, in the pressure-mounted tunnel 22, with:
- contrôle températures éviter les explosions, - temperature control to avoid explosions,
- gradient de pression, séparation peaux, tan et péricarpe. - pressure gradient, skin, tan and pericarp separation.
Le champ électromagnétique généré par les générateurs hyperfréquences 50 à ceci de particulier qu’il permet de monter en température les molécules dipolaires, donc les molécules d’eau en particulier, qui sont dans la chair des châtaignes. En effet les peaux n’en contiennent quasiment pas. De ce fait, le champ électromagnétique traverse les peaux et permet la montée en température la chair qui contient des liquides. En conséquence, une surpression se crée entre la chair et la peau, ce qui provoque la séparation des peaux de la chair. The electromagnetic field generated by the microwave generators 50 has the special feature that it makes it possible to raise the temperature of the dipolar molecules, therefore the water molecules in particular, which are in the flesh of the chestnuts. Indeed the skins contain almost none. As a result, the electromagnetic field passes through the skins and allows the temperature rise of the flesh which contains liquids. As a result, an overpressure is created between the flesh and the skin, which causes the skins to separate from the flesh.
On contrôle les montées en température des fruits 53, de façon à ce qu’ils n’éclatent pas. Un asservissement de température des fruits 53 est réalisé pour que la température des fruits 53 soit, dans ce moyen d’exposition, la température des fruits soit inférieure à 70°C, et, en sortie du tunnel 22, comprise entre 50°C et 70°C. We control the rise in temperature of the fruits 53, so that they do not burst. A temperature control of the fruits 53 is carried out so that the temperature of the fruits 53 is, in this means of exposure, the temperature of the fruits is lower than 70 ° C, and, at the exit of the tunnel 22, between 50 ° C and 70°C.
On note que cette plage de températures peut varier suivant le type de fruits, par exemple le type de châtaignes, ou la teneur en liquide des fruits. La température est mesurée, de préférence, à l’aide de capteurs de type infrarouges, sans contact, installés après chaque générateur 50. La température relevée est celle de chaque fruit lors de son passage devant chaque capteur de température. It is noted that this temperature range may vary according to the type of fruit, for example the type of chestnut, or the liquid content of the fruit. The temperature is measured, preferably, using infrared type sensors, without contact, installed after each generator 50. The temperature recorded is that of each fruit during its passage in front of each temperature sensor.
Le gradient de température à l’intérieur des fruits 53 favorise l’évacuation de l’eau de la chair. Cette eau se déplace entre la chair et les peaux, ce qui favorise l’épluchage final et l’absence de marquage des chairs par les moyens d’incision. The temperature gradient inside the fruits 53 promotes the evacuation of water from the flesh. This water moves between the flesh and the skins, which favors the final peeling and the absence of marking of the flesh by the means of incision.
Comme illustré en figure 4, la goulotte 52 amène les fruits sur une bande transporteuse 77 qui, en figure 4, tourne dans le sens anti-horaire. La bande transporteuse 77 emporte les fruits dans le châssis 59 où des lasers 71 à 76 montées sur un châssis 79 réalisent des entailles dans la coque des fruits. La disposition de ces six lasers 71 à 76 est détaillée en figure 9. Un aspirateur à fumées 69 aspire les fumées en différents endroits de l’appareil d’incision 23. En sortie, la bande transporteuse 77 dépose les fruits sur une gouttière de transfert 84. As illustrated in Figure 4, the chute 52 brings the fruit onto a conveyor belt 77 which, in Figure 4, rotates counter-clockwise. The conveyor belt 77 carries the fruit into the frame 59 where lasers 71 to 76 mounted on a frame 79 make cuts in the shell of the fruit. The arrangement of these six lasers 71 to 76 is detailed in FIG. 9. A fume extractor 69 sucks the fumes from different places of the incision device 23. At the exit, the conveyor belt 77 deposits the fruits on a transfer gutter 84.
Un écran tactile de gestion 57 permet la surveillance du fonctionnement de l’appareil 23. Relié à cet écran tactile, un ensemble de gestion assure le bon fonctionnement de l’appareil. A management touch screen 57 allows monitoring of the operation of the device 23. Connected to this touch screen, a management assembly ensures the correct operation of the device.
Comme illustré en figures 9 (vue de dessus) et 10 (vue de face), les lasers 71 à 76 sont positionnés pour réaliser des incisions 105 (voir figure 11 ), dans un plan vertical, et 106, dans un plan horizontal, faisant une circonférence complète des fruits 53.As illustrated in Figures 9 (top view) and 10 (front view), the lasers 71 to 76 are positioned to make incisions 105 (see Figure 11), in a vertical plane, and 106, in a horizontal plane, making a full fruit circumference 53.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté, le moyen d’incision de la coque de chaque fruit 53 comporte au moins un laser. Préférentiellement, le moyen d’incision comporte au moins trois lasers non coplanaires. Ces lasers non coplanaires permettent d’inciser les fruits non seulement sur un plan, par exemple horizontal, mais aussi en dehors de ce plan, par exemple dans un plan vertical, ce qui favorise leur épluchage. In embodiments, such as the one shown, the means for incising the shell of each fruit 53 comprises at least one laser. Preferably, the incision means comprises at least three non-coplanar lasers. These non-coplanar lasers make it possible to incise the fruits not only on a plane, for example horizontal, but also outside this plane, for example in a vertical plane, which favors their peeling.
Dans des modes de réalisation représenté en figures 4, 9 et 10, le moyen d’incision de la coque de chaque fruit 53 comporte six lasers sont disposés, pour trois d’entre eux référencés 72, 74 et 75, en étoile horizontale et, pour les trois autres référencés 71 , 73 et 76, en étoile verticale par l’intermédiaires de miroirs, ce qui permet de faire des incisions 105 et 106 continues selon une circonférence verticale et une circonférence horizontale, respectivement. In embodiments shown in Figures 4, 9 and 10, the means for incising the shell of each fruit 53 comprises six lasers are arranged, for three of them referenced 72, 74 and 75, in a horizontal star pattern and, for the other three referenced 71, 73 and 76, in a vertical star via mirrors, which makes it possible to make continuous incisions 105 and 106 along a vertical circumference and a horizontal circumference, respectively.
Grâce aux incisions 105 et 106 sur deux fois 360°, l’épluchage final est plus aisé. Cependant, cette double incision n’est pas indispensable, une seule, de préférence l’incision horizontale 106 pouvant suffire. Thanks to the incisions 105 and 106 over twice 360°, the final peeling is easier. However, this double incision is not essential, a single one, preferably the horizontal incision 106, may suffice.
Pour des raisons de simplicité et d’efficacité, chaque incision est effectuée à l’aide de rayons lasers de type CO2. Cependant, dans d’autres modes de réalisation, chaque incision peut être effectuée avec un autre moyen, par exemple un couteau rotatif ou un laser d’un autre type. For reasons of simplicity and efficiency, each incision is made using CO2 type laser beams. However, in other embodiments, each incision can be made with another means, for example a rotary knife or a laser of another type.
Les châtaignes 53, pour des raisons d’efficacité restent sur une file, mais nous les séparons de quelques millimètres de façon à laisser un espace pour permettre aux lasers d’effectuer les incisons de 360° complètes. Chestnuts 53, for reasons of efficiency, remain in a row, but we separate them by a few millimeters so as to leave space for the lasers to perform the complete 360° incisions.
En figure 4, le moyen de séparation est une roue dentée 78, chaque fruit 53 étant retenu par une dent de cette roue 78 avant d’être libéré avec un écart prédéterminé derrière le fruit 53 précédent. Complémentairement ou en remplacement, la bande transporteuse 77 est plus rapide que la bande transporteuse 44, ce qui assure un écart entre les fruits 53 déplacés par la bande transporteuse 77. In Figure 4, the separation means is a toothed wheel 78, each fruit 53 being retained by a tooth of this wheel 78 before being released with a predetermined gap behind the previous fruit 53. Complementary or instead, the conveyor belt 77 is faster than the conveyor belt 44, which ensures a gap between the fruits 53 moved by the conveyor belt 77.
Le deuxième tunnel hyperfréquence 24 est similaire au premier tunnel hyperfréquence 22. Il reçoit les fruits depuis la gouttière 84 et les délivre sur la gouttière 86. Un capteur de présence 85 détermine la présence de fruits sur la gouttière 86. The second microwave tunnel 24 is similar to the first microwave tunnel 22. It receives the fruit from the gutter 84 and delivers it to the gutter 86. A presence sensor 85 determines the presence of fruit on the gutter 86.
Le passage dans le deuxième tunnel 24 permet d’extraire une certaine quantité d’eau, le moins possible, de façon à faciliter la séparation finale. Les températures des châtaignes sont contrôlées, à l’aide de capteurs de préférence sans contacts, de type infrarouge, par exemple, dans le deuxième tunnel 24, ce qui autorise un ajustement de la qualité de l’épluchage tout en conservant au mieux la qualité des châtaignes et leur poids final. Par exemple, la température est asservie pour que la température des fruits 53 ne dépasse pas 70°C dans le deuxième tunnel 24. On note que les fruits 53 peuvent, dans le deuxième tunnel 24, être chauffés à une plus haute température que dans le premier tunnel 22 car une incision a été pratiquée et les fruits 53 ne risquent donc pas d’éclater. De plus, dans des modes de réalisation, les fruits 53 sont cuits, au moins partiellement, dans le deuxième tunnel 24. Passing through the second tunnel 24 makes it possible to extract a certain quantity of water, as little as possible, so as to facilitate the final separation. The temperatures of the chestnuts are controlled, using sensors preferably without contacts, of the infrared type, for example, in the second tunnel 24, which allows an adjustment of the quality of the peeling while preserving the quality as well as possible. chestnuts and their final weight. For example, the temperature is controlled so that the temperature of the fruits 53 does not exceed 70° C. in the second tunnel 24. It is noted that the fruits 53 can, in the second tunnel 24, be heated to a higher temperature than in the first tunnel 22 since an incision has been made and the fruits 53 therefore do not risk bursting. Additionally, in embodiments, the fruit 53 is cooked, at least partially, in the second tunnel 24.
La gouttière 86 débouche en entrée de l’appareil 25 d’exposition à un rayonnement thermique et délivre les fruits sur un tapis 88 à mailles métalliques, préférentiellement en acier inoxydable (« inox »), entraîné par un moteur 94. L’appareil 25 comporte un capteur 87 de présence de fruits sur la gouttière 86 qui commande l’allumage et le réglage d’émetteurs infrarouges 89. The gutter 86 emerges at the inlet of the device 25 for exposure to thermal radiation and delivers the fruit onto a belt 88 with metal mesh, preferably made of stainless steel ("stainless steel"), driven by a motor 94. The device 25 comprises a sensor 87 of the presence of fruit on the gutter 86 which controls the ignition and adjustment of infrared emitters 89.
De façon à fissurer au mieux les peaux des châtaignes 53, les châtaignes 53 sont préférentiellement soumises à des infrarouges, de préférence de types moyens, c’est- à-dire de longueur d’onde comprise entre 2,5 à 25 pm. Les infrarouges de types moyens ont un rayonnement qui autorise une pénétration des rayons sur quelques dixièmes de mm ce qui suffit à craqueler les peaux. In order to crack the skins of the chestnuts 53 as well as possible, the chestnuts 53 are preferentially subjected to infrared radiation, preferably of the medium type, that is to say with a wavelength of between 2.5 and 25 μm. Medium-type infrared rays have radiation that allows rays to penetrate over a few tenths of a mm, which is enough to crack the skin.
Il est important ici de contrôler les températures de façon à ce que les peaux ne brûlent pas. It is important here to control the temperatures so that the skins do not burn.
Un asservissement de température des fruits 53 est réalisé, par exemple à l’aide de capteurs de température infrarouges, pour que, en sortie de cet appareil 25 d’exposition à un rayonnement thermique, la température des fruits 53 soit comprise dans l’intervalle de 150°C à 400°C. Dans des modes de réalisation, une température supérieure est autorisée, par exemple dans le but que les fruits 53 soient épluchés et gratinés. A control of the temperature of the fruits 53 is carried out, for example using infrared temperature sensors, so that, at the output of this device 25 for exposure to thermal radiation, the temperature of the fruits 53 is included in the interval from 150°C to 400°C. In embodiments, a higher temperature is authorized, for example in order for the fruits 53 to be peeled and au gratin.
L’appareil 26 de séparation des coques des chairs des fruits comporte un tube alimentation en air comprimé 91 et des buses de soufflage 92 qui souffle les coques et, le cas échéant, les peaux ou téguments, des fruits et en laisse la chair sur le tapis 88. En partie basse, l’appareil 26 comporte un aspirateur d’évacuation des coques et peaux soufflés. The device 26 for separating the shells from the flesh of the fruits comprises a compressed air supply tube 91 and blowing nozzles 92 which blows the shells and, where appropriate, the skins or integuments, from the fruits and leaves the flesh on the carpet 88. In the lower part, the device 26 comprises a vacuum cleaner for the evacuation of the puffed hulls and skins.
Un capteur de présence 93 vérifie la présence de chairs de fruits sur le tapis 88. Le tapis 88 délivre les chairs de fruits à une gouttière de transfert 95 munie d’une caméra 96 de contrôle de qualité d’épluchage. Le caméra 96 fournit des images à un logiciel de traitement d’images qui contrôle la qualité de l’épluchage et déclenche une alarme en cas de défaut d’épluchage ou de brûlure d’une proportion de fruits (53) débarrassés de leurs coques supérieures à une valeur prédéterminée, par exemple de 5%. Par exemple, le traitement d’images discrimine la chair, la peau, la coque une brûlure de la chair par leurs couleurs et/ou leurs textures. A presence sensor 93 verifies the presence of fruit flesh on the belt 88. The belt 88 delivers the fruit flesh to a transfer gutter 95 equipped with a camera 96 for peeling quality control. The camera 96 supplies images to an image processing software which checks the quality of the peeling and triggers an alarm in the event of a peeling defect or burning of a proportion of fruits (53) stripped of their upper shells to a predetermined value, for example 5%. By For example, the image processing discriminates the flesh, the skin, the shell, a burn from the flesh by their colors and/or their textures.
Dans un mode préféré de l’invention les buses de soufflage 92 sont installées immédiatement après la zone d’exposition aux rayonnements thermiques, de façon à séparer les peaux des chairs sans chocs particuliers, ce qui autorise un épluchage sans dommage pour les fruits 53 à éplucher. In a preferred mode of the invention, the blowing nozzles 92 are installed immediately after the zone of exposure to thermal radiation, so as to separate the skins from the flesh without particular shocks, which allows peeling without damage to the fruits 53 at peel.
Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, le dispositif d’épluchage 20 de fruits 53 à coque comporte : As can be understood from reading the foregoing description, the device 20 for peeling nuts 53 comprises:
- un moyen 21 de positionnement des fruits sur un support mobile,- a means 21 for positioning the fruit on a mobile support,
- un premier moyen 22 d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a first means 22 for exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- au moins un moyen 23 d’incision de la coque de chaque fruit dans toute l’épaisseur de la coque, pendant le déplacement du fruit sur le support mobile,- at least one means 23 for incising the shell of each fruit in the entire thickness of the shell, while the fruit is moving on the mobile support,
- un deuxième moyen 24 d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a second means 24 for exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- un moyen 25 d’exposition des fruits à un rayonnement thermique et- a means 25 for exposing the fruits to thermal radiation and
- un moyen 26 de séparation de la chair des fruits débarrassés de leur coque, d’une part, des coques, d’autre part. - a means 26 for separating the flesh of fruits stripped of their hull, on the one hand, of the hulls, on the other hand.
Les coques sont ainsi d’abord soumises à une pression interne au fruit, dans le premier moyen d’exposition des fruits à un rayonnement électromagnétique et ainsi partiellement séparés de la chair du fruit, puis soumises à au moins une incision, avant d’être séparés en deux temps de cette chair, par le deuxième moyen d’exposition des fruits à un rayonnement électromagnétique puis par le rayonnement thermique qui dessèche ces coques et les amène à se déformer, ce qui facilite leur séparation de la chair du fruit 53. The shells are thus first subjected to internal pressure in the fruit, in the first means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and thus partially separated from the flesh of the fruit, then subjected to at least one incision, before being separated in two stages from this flesh, by the second means of exposing the fruits to electromagnetic radiation and then by thermal radiation which dries out these shells and causes them to deform, which facilitates their separation from the flesh of the fruit 53.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (20) d’épluchage de fruits (53) à coque, caractérisé en ce qu’il comporte :1 . Device (20) for peeling fruits (53) with shells, characterized in that it comprises:
- un moyen (21 ) de positionnement des fruits sur un support mobile,- a means (21) for positioning the fruit on a mobile support,
- un premier moyen (22) d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a first means (22) for exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- au moins un moyen (23) d’incision de la coque de chaque fruit dans toute l’épaisseur de la coque, pendant le déplacement du fruit sur le support mobile,- at least one means (23) for incising the shell of each fruit in the entire thickness of the shell, during the movement of the fruit on the mobile support,
- un deuxième moyen (24) d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique, - a second means (24) for exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation,
- un moyen (25) d’exposition des fruits à un rayonnement thermique et- a means (25) for exposing the fruits to thermal radiation and
- un moyen (26) de séparation de la chair des fruits débarrassés de leur coque, d’une part, des coques, d’autre part. - a means (26) for separating the flesh of the fruits stripped of their hull, on the one hand, of the hulls, on the other hand.
2. Dispositif (20) selon la revendication 1 , dans lequel, chaque fruit (53) présentant une face (81 ) dont le rayon de courbure moyen est maximal, dite « face plate » et une face (82) opposée à la face plate dite « face bombée », le moyen de positionnement (21 ) des fruits sur le support mobile comporte une trémie (33) d'alimentation d’une bande (28) à tasseaux (29) présentant, sur au moins une partie d’un chemin ascendant des fruits, une forte inclinaison, la dimension de chaque tasseau perpendiculairement à la bande et l’inclinaison de la bande étant conjointement configurées pour qu’un fruit présentant sa face plate contre la bande soit en équilibre et qu’un fruit présentant sa face bombée contre la bande soit en déséquilibre et retombe dans la trémie. 2. Device (20) according to claim 1, wherein each fruit (53) having a face (81) whose average radius of curvature is maximum, called "flat face" and a face (82) opposite the flat face referred to as the "curved face", the means (21) for positioning the fruit on the mobile support comprises a hopper (33) for supplying a strip (28) with cleats (29) having, over at least part of a ascending path of the fruits, a strong inclination, the dimension of each cleat perpendicular to the strip and the inclination of the strip being jointly configured so that a fruit presenting its flat face against the strip is in balance and that a fruit presenting its curved face against the belt is unbalanced and falls back into the hopper.
3. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le support mobile est muni d’un capteur (41 ) de configuration des fruits (53) et d’un moyen de retrait des fruits ne se présentant pas dans une configuration prédéterminée. 3. Device (20) according to one of claims 1 or 2, wherein the movable support is provided with a sensor (41) of configuration of the fruits (53) and a means of removing the fruits not presenting in a predetermined configuration.
4. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un moyen (22, 24) d’exposition des fruits (53) déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique comporte au moins un générateur hyperfréquences (50). 4. Device (20) according to one of claims 1 to 3, wherein at least one means (22, 24) for exposing the fruits (53) moved by the mobile support, to electromagnetic radiation comprises at least one generator microwaves (50).
5. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel au moins un moyen (22, 24) d’exposition des fruits déplacés par le support mobile, à un rayonnement électromagnétique comporte un moyen d’asservissement de température des fruits (53) pour que, dans ce moyen d’exposition, la température des fruits soit inférieure à 70°C. 5. Device (20) according to one of claims 1 to 4, wherein at least one means (22, 24) for exposing the fruits moved by the mobile support, to electromagnetic radiation comprises a temperature servo means fruits (53) so that, in this means of exposure, the temperature of the fruits is lower than 70°C.
6. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen (23) d’incision de la coque de chaque fruit (53) comporte au moins trois lasers (71 à 76) non coplanaires. 6. Device (20) according to one of claims 1 to 5, wherein the means (23) for incising the shell of each fruit (53) comprises at least three non-coplanar lasers (71 to 76).
7. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le moyen (25) d’exposition des fruits à un rayonnement thermique comporte au moins un émetteur infrarouge (89) émettant dans les infrarouges moyens. 7. Device (20) according to one of claims 1 to 6, wherein the means (25) for exposing the fruits to thermal radiation comprises at least one infrared emitter (89) emitting in the mid-infrared.
8. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen (26) de séparation de la chair des fruits (53) débarrassés de leur coque, d’une part, des coques, d’autre part, comporte au moins une buse (92) de soufflage d’air comprimé sur les fruits. 8. Device (20) according to one of claims 1 to 7, wherein the means (26) for separating the flesh of the fruits (53) stripped of their shell, on the one hand, of the shells, on the other hand , comprises at least one nozzle (92) for blowing compressed air onto the fruit.
9. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 8, qui comporte, de plus, en aval du moyen (26) de séparation, une caméra (96) et un système de traitement d’images configuré pour contrôler la qualité de l’épluchage et déclencher une alarme en cas de défaut d’épluchage ou de brûlure d’une proportion de fruits (53) débarrassés de leurs coques supérieures à une valeur prédéterminée. 9. Device (20) according to one of claims 1 to 8, which further comprises, downstream of the separation means (26), a camera (96) and an image processing system configured to control the quality peeling and triggering an alarm in the event of peeling failure or burning of a proportion of fruits (53) stripped of their shells above a predetermined value.
10. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le moyen (21 ) de positionnement des fruits (53) est configuré pour positionner les fruits l’un derrière l’autre sur le support mobile. 10. Device (20) according to one of claims 1 to 9, wherein the means (21) for positioning the fruit (53) is configured to position the fruit one behind the other on the mobile support.
11. Dispositif (20) selon l’une des revendications 1 à 10, qui comporte, de plus, un moyen (78) de séparation des fruits sur le support mobile. 11. Device (20) according to one of claims 1 to 10, which further comprises means (78) for separating the fruit on the movable support.
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