CH617140A5

CH617140A5 -

Info

Publication number: CH617140A5
Application number: CH934277A
Authority: CH
Inventors: Kenneth Reynold Johnson
Original assignee: Rexham Corp
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1980-05-14
Also published as: CA1060860A; FR2360474A1; FR2360474B1; IT1086051B; US4081942A; DE2733858A1; JPS5638455B2; BE857319A; JPS5323789A; SE7708705L; GB1553001A; NL7708415A

Description

25 La présente invention concerne un procédé pour remplir, y introduire de la vapeur, fermer et sceller des poches formées de deux panneaux flexibles face à face, comprenant les étapes de faire avancer les poches longitudinalement avec l'extrémité ouverte tournée vers le haut le long d'un trajet déterminé et dans 30 une atmosphère ambiante à travers des stations de remplissage et de vaporisage, d'arrêter chaque poche d'abord dans la station de remplissage puis dans la station de vaporisage, de maintenir les panneaux de chaque poche écartés l'un de l'autre pour maintenir la partie extrême de la poche dans une position ouverte tandis que 35 la poche reste dans la station de remplissage, quand elle avance depuis la station de remplissage jusqu'à la station de vaporisage et tandis qu'elle reste initialement dans la station de vaporisage, d'introduire un produit dans chaque poche tandis qu'elle se trouve dans la station de remplissage avec sa partie extrême 40 supérieure ouverte, et d'introduire de la vapeur par une tubulure dans chaque poche tandis qu'elle reste dans la station de vaporisage et se trouve en dessous de la tubulure avec sa partie extrême supérieure ouverte pour inonder la poche de vapeur.

Dans l'emballage de certains produits, et en particulier de 45 produits alimentaires, les poches remplies et scellées sont amenées à un autoclave et sont chauffées à des températures élevées pour stériliser les produits se trouvant dans les poches. Pour que ce processus d'emballage puisse être réussi, il est important que la poche scellée soit sensiblement dépourvue d'air quand elle est so amenée à l'autoclave. Si une quantité importante d'air est présente dans la poche, l'air se dilate quand il est soumis aux hautes températures dans l'autoclave et force la poche à gonfler, ce gonflement détruisant quelquefois les joints de la poche. Même si la poche n'est pas soumise à un chauffage en autoclave, il est souvent souhaitable d'en enlever l'air de façon que le produit soit emballé dans un environnement sans oxygène et possède une longue durée de conservation.

Un procédé connu de production de poches ne contenant pratiquement pas d'air est révélé dans le brevet U.S. N° 3845606 60 où des poches remplies avancent à travers un vase clos contenant de la vapeur, puis sont scellées tout en étant dans le vase clos. Un autre procédé a lieu à l'atmosphère ambiante plutôt que dans un vase clos, et comporte l'utilisation d'une machine à emballer du même type général que celui révélé dans le brevet U.S. 65 N° 2649674. Avec une telle machine, les poches avancent d'abord à travers une station de remplissage où le produit y est introduit. Elles avancent ensuite vers une station de vaporisage où la vapeur est introduite dans les poches pour en sortir l'air. Ensuite, les

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poches entrent dans une station de scellement où les extrémités ouvertes des poches sont scellées. Toutes les opérations ont lieu tandis que les poches sont à l'atmosphère ambiante, et il n'est donc pas nécessaire de prévoir un vase clos pour y maintenir un environnement de vapeur.

Le but de la présente invention est de procurer un procédé d'emballage qui empêche l'entrée d'air dans les poches entre le moment où elles sont inondées de vapeur et le moment où elles sont scellées.

A cet effet le procédé selon l'invention est caractérisé par les étapes de déplacer les panneaux de chaque poche l'un vers l'autre pour déplacer la partie extrême supérieure de la poche à une position fermée tout en dirigeant de la vapeur vers la poche tandis que la poche se trouve en dessous de la tubulure, et de sceller la partie extrême supérieure de chaque poche après sa fermeture tandis que la vapeur est dirigée vers la poche pour empêcher ainsi l'introduction d'air dans la poche. De cette façon, les poches sont scellées tandis qu'elles sont en présence de vapeur et avant que la vapeur dans les poches ne puisse se condenser et ramener de l'air dans les poches. Ainsi, il n'y a que très peu d'air dans les poches scellées.

La présente invention concerne également une machine pour la mise en œuvre du procédé qui est définie dans la revendication 4.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels:

— la fìg. 1 est une vue en perspective fragmentaire de la machine à emballer selon la présente invention;

— la fig. 2a est une vue en coupe transversale agrandie faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 et montrant certaines parties de la machine;

les fig. 2b et 2c sont des vues semblables de la fig. 2a, mais montrant les parties dans des positions successivement atteintes;

— la fig. 3 est une vue en coupe transversale fragmentaire montrant le mécanisme pour sceller les poches;

— la fig. 4a est une vue en coupe fragmentaire faite sensiblement suivant la ligne 4-4 de la fig. 2a;

— la fig. 4b est une vue semblable à la fig. 4a, mais montrant l'extrémité supérieure de la poche qui est étirée;

— la fig. 4c est une vue semblable à la fig. 4a, mais elle montre la partie supérieure de la poche qui est scellée.

Par beaucoup de points de vue, la machine à emballer est semblable à celles décrites dans le brevet ci-dessus mentionné et dans le brevet U.S. N° 3553934, et certains éléments de la machine ne doivent donc pas être décrits en détail. Il suffit de dire que chaque poche 10 peut être serrée de façon amovible par ses bords latéraux par des pinces avant et arrière 13 et 14 qui sont portées sur une chaîne 15 (fig. 2a). Un. mécanisme d'entraînement (non représenté) peut faire avancer cette dernière par intermittence et, tandis que la chaîne avance, les poches sont amenées dans une série de stations horizontalement espacées où elles restent momentanément, et où des opérations d'emballage sont accomplies sur les poches. Dans le présent cas, les poches avancent en relation longitudinalement espacée, et sont maintenues avec leurs extrémités ouvertes faisant face vers le haut.

La machine comprend une première station de remplissage 16 ayant une goulotte 17 de distribution pour déposer un produit dans chaque poche 10 tandis que cette dernière se trouve en dessous de la goulotte. Dans une opération particulière d'emballage, le produit qui est évacué à travers la goulotte est une sauce. Pour faciliter la distribution du produit dans la poche, la pince arrière 14 peut être déplacée vers la pince avant 13 et, quand la pince arrière est ainsi déplacée, elle force les panneaux 11 de la poche à se courber vers l'extérieur et à ouvrir la partie extrême supérieure ou embouchure de la poche, comme cela est illustré sur les fig. 1,2a et 4a. Pour effectuer un déplacement de la pince arrière 14, cette dernière est portée par un levier coudé 19 (fig. 2a) qui est monté pivotant en 20 sur la chaîne 15. Quand la pince arrière est placée dans la station de remplissage 16, une came stationnaire (non représentée) vient en engagement avec un galet 21 sur un bras de levier coudé 19, et force ce dernier à osciller dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour du pivot 20 et à déplacer ainsi la pince arrière vers la pince avant 13 pour effectuer l'ouverture de la poche. Pour une description plus détaillée d'une pince déplaçable, on peut se référer au brevet U.S. N° 3568402.

Après avoir reçu de la sauce à la station de remplissage 16, chaque poche 10 est avancée vers une seconde station de remplissage 25 où un autre produit est introduit dans la poche par une goulotte 26. Le produit qui est distribué à la seconde station de remplissage peut être un produit solide comme des morceaux de viande ou des légumes qui ont été surgelés rapidement pour conserver leur arôme et leurs principes nutritifs. Ainsi, dans le cas présent, un produit solide froid est placé dans les poches à la seconde station de remplissage. Les poches sont maintenues ouvertes par les pinces arrière 14 pendant la distribution du produit à la seconde station de remplissage.

Chaque poche remplie 10 avance ensuite vers une station de vaporisage 30 où de la vapeur sèche à environ 232° C est introduite dans la poche par une tubulure 31 tandis que l'extrémité supérieure de la poche est toujours maintenue ouverte par la pince arrière 14. La vapeur fait sortir l'air et les gaz des poches dans un but qui sera subséquemment expliqué. Comme on peut le voir sur les fig. 1, 2a et 4a, la tubulure 31 est placée juste au-dessus de l'extrémité supérieure de chaque poche qui se trouve dans la station de vaporisage 30 et elle a une forme plane et allongée pour que la vapeur soit évacuée sensiblement sur toute la longueur de l'embouchure de la poche.

Après que chaque poche 10 a été inondée, sa partie extrême supérieure est scellée à chaud et l'on fait avancer la poche vers une station 33 pour l'enlever des pinces 13 et 14. La poche est subséquemment transférée à un autoclave (non représenté) pouvant chauffer la poche à des températures élevées pour stériliser ce qu'elle contient. Tout air qui se trouve dans la poche se dilatera quand il sera soumis à la chaleur de l'autoclave, et s'il y a une quantité importante d'air dans la poche, cela forcera la poche à gonfler et peut provoquer une rupture des panneaux 11 ou des joints. De même, la présence d'oxygène dans la poche est néfaste à la durée de conservation de certains produits. En conséquence, il est important d'enlever l'air de la poche et, dans le cas présent, cela est obtenu en introduisant de la vapeur dans la poche à la station de vaporisage 30. La vapeur fait sortir la plus grande partie de l'air en dehors de la poche et, lors d'une condensation, elle crée un vide dans la poche scellée.

On utilise la vapeur en fermant et scellant chaque poche 10 tandis qu'elle est toujours dans la station de vaporisage 30 et, de préférence, tandis que de la vapeur est toujours dirigée vers le bas, vers la poche. En scellant la poche dans la station de vaporisage et en présence de vapeur plutôt qu'en faisant avancer la poche vers une station située en aval pour la fermer, il y a plus de vapeur vive captive dans la poche et moins de danger que la vapeur ne se condense et n'attire de l'air dans la poche avant que cette dernière ne soit scellée. Par suite, la poche contient moins d'air quand elle est scellée à la station de vaporisage elle-même.

La partie extrême supérieure de chaque poche 10 est d'abord fermée, et ensuite étirée puis scellée à chaud. Ces opérations se passent toutes tandis que la poche est à la station de vaporisage 30 en dessous de la tubulure 31, la vapeur étant de préférence déchargée continuellement de la tubulure sans être interrompue à aucun moment, soit quand la poche reste dans la station ou quand elle avance. La fermeture de la poche est effectuée peu de temps après qu'elle s'est initialement arrêtée dans la station de vaporisage et a reçu une charge de vapeur. A cette fin, une barre oscillante 35 (fig. 2a) est placée adjacente à l'extrémité supérieure

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de la station de vaporisage. Quand chaque poche entre dans la station, la barre est placée comme illustré sur la fig. 2a et engage le galet 21 de la pince arrière 14 du sac pour maintenir cette pince décalée vers la pince avant 13 et maintenir ainsi la poche ouverte. Quand la poche s'est arrêtée dans la station de vaporisage pendant un court intervalle de temps et a été inondée de vapeur, la barre 35 oscille dans le sens contraire des aiguilles d'une montre vers la position illustrée sur la fig. 2b. Par suite de cette oscillation, un ressort à boudin 36 force le levier coudé 19 à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre autour du pivot 20, le ressort étant comprimé entre le levier coudé et la pince arrière 14. Ce mouvement tournant dans le sens des aiguilles d'une montre du levier coudé déplace la pince arrière en l'éloignant de la pince avant 13, les panneaux 11 de la poche sont donc ramenés l'un vers l'autre pour fermer la partie extrême supérieure de la poche. Quand la poche est fermée, les bords supérieurs des panneaux sont disposés en relation sensiblement face à face, comme cela est illustré sur la fig. 2b.

Quand le déplacement de la pince arrière 14 au loin de la pince avant 13 est efficace pour fermer l'extrémité supérieure de la poche, les bords supérieurs des panneaux latéraux 11 ne sont pas amenés en relation parfaitement plane et face à face et, de plus, ses bords supérieurs peuvent être quelque peu ondulés ou ramollis par la vapeur qui fait impact sur le matériau flexible. En conséquence, les bords supérieur des panneaux sont étirés avant qu'ils ne soient scellés à chaud. Dans ce but, la machine comprend quatre patins tendeurs 40a, 40b et 40c, 40d pouvant engager les côtés opposés des panneaux 11 près de leurs bords supérieurs et inférieurs et servant à étirer et à aplatir la partie supérieure de la poche. Comme cela est illustré sur les fig. 3 et 4b, chaque patin a la forme d'un petit tampon en caoutchouc fixé à un élément de montage 41 généralement configuré L. Les patins 40a et 40b sont placés d'un côté de la poche 10 et près de bords latéraux opposés de la poche, juste au-dessus des pinces 13 et 14. Les patins 40c et 40d sont placés sur le côté opposé de la poche et directement en face des patins 40a et 40b, respectivement.

L'élément de montage 41 de chaque patin 40 est connecté à une barre de support 43 par une paire de liaisons parallèles et pivotantes 44, les éléments de montage des patins 40a et 40b étant connectés à une barre de support d'un côté de la poche et les éléments de montage des patins 40c et 40d sont connectés à une barre de support de l'autre côté de la poche. Chaque barre de support, à son tour, est fixée à une paire de tiges dressées 45 pouvant osciller vers et au loin de la poche grâce à un mécanisme classique tel que celui illustré sur la fig. 21 du brevet U.S. N° 3553934 ci-dessus mentionné.

Quand la poche 10 avance dans la station de vaporisage 30 et jusqu'après la fermeture de la poche par la pince arrière 14, les tiges 45 sont en position rétractée illustrée sur les fig. 2a et 4a. Les tiges étant dans cette position, les patins 40 sont retirés loin l'un de l'autre et de la poche pour permettre à la poche ouverte d'entrer dans la station de vaporisage et d'y rester. Quand les patins sont dans leurs positions rétractées, des ressorts de contraction 48 (fig. 2a) sollicitent le patin 40a vers le patin 40b et sollicitent le patin 40c vers le patin 40d, un ressort étant connecté entre les éléments de montage 41 des patins 40a et 40b, l'autre ressort étant connecté entre les éléments de montage des patins 40c et 40d. Des vis d'arrêt 50 sur les éléments de montage engagent les extrémités des barres de support 43 pour limiter l'étendue sur laquelle les ressorts peuvent tirer les patins l'un vers l'autre.

Juste après que la poche 10 a été fermée par la pince arrière 14, les tiges 45 oscillent l'une vers l'autre comme cela est illustré sur les fig. 2c et 4b. Par suite, les patins 40a et 40c engagent et pressent un bord latéral de la poche tandis que les patins 40b et 40d engagent et pressent l'autre bord latéral de la poche. Par suite de la force créée par les patins 40a et 40c et les patins 40b et 40d pressant l'un contre l'autre, les liaisons 44

pivotent et forcent les patins 40a et 40c à être déplacés vers l'arrière et les patins 40b et 40d à être déplacés vers l'avant. Avec le bord supérieur de la poche serrée entre les patins se faisant face, le déplacement provoque un étirement du bord supérieur à une condition sensiblement plane et sans ondulation illustrée sur les fig. 3 et 4c.

Le bord supérieur de la poche 10 est scellé à chaud juste après avoir été étiré et tandis que la vapeur est toujours dirigée vers le bas, vers la poche dans la station de vaporisage 30. Pour sceller la poche, les tiges 45 portent une paire de barres de scellement 53 se faisant face (fig. 4), juste en dessous des barres de support 43, et elles sont disposées sur des côtés opposés de la poche. Et les barres de scellement sont équipées d'éléments chauffants 54 et comportent des patins étroits de scellement 55 placés juste en dessous des patins d'étirement 40, et dont la largeur correspond à la largeur de la poche. Quand les patins 40 engagent d'abord la poche, les patins 55 sont légèrement espacés d'elle, comme cela est illustré sur la fig. 4b. Mais, tandis que les liaisons 44 pivotent et que les patins d'étirement se déplacent vers l'avant et vers l'arrière pour étirer la poche, avec une oscillation continue vers l'intérieur des tiges 45, les patins 55 viennent en engagement avec des côtés opposés de la poche, comme cela est illustré sur la fig. 4c et forment un joint à la chaleur s'étendant le long de la partie extrême supérieure de la poche sur toute sa largeur. Les tiges 45 oscillent alors vers l'extérieur pour retirer les patins 40 et les patins 55 au loin de la poche pour que cette dernière puisse avancer et sortir de la station de vaporisage 30.

Le joint effectué par les patins 55 est fait à une vitesse comparativement élevée, et peut ne pas être suffisamment fiable pour servir de joint supérieur final de la poche 10. Cependant, ce joint relie intimement les bords supérieurs des panneaux latéraux 11 et empêche la vapeur de s'échapper ou l'air d'entrer dans la poche. Il est important que ce joint soit fait tandis que la vapeur est toujours dirigée vers la poche. Ainsi, le joint est effectué avant que la vapeur dans la poche ne puisse se condenser et créer une dépression pour attirer de l'air dans la poche, comme cela se produirait si cette dernière était sortie de la station de vaporisage sans être scellée. La formation du joint dans la station de vaporisage est encore plus importante si, comme dans le cas présent, une partie des produits dans la poche est très froide. Le produit froid a tendance à accélérer la condensation de la vapeur et, quand la poche n'est pas scellée dans la station de vaporisage elle-même, le vide résultant de cette condensation peut attirer de nouveau de l'air dans la poche avant qu'elle ne puisse être scellée à une station située en aval. En conséquence, le présent procédé permet une présence moindre d'air dans la poche car le joint est établi après introduction de vapeur dans la poche et avant qu'il y ait une condensation importante de la vapeur.

Après être sortie de la station de vaporisage 30, la poche 10 est amenée à une station finale de fermeture 60 (fig. 1), avant d'être transférée à la station d'évacuation 33 et à l'autoclave. Quand la poche reste dans la station finale de fermeture 60, un joint supérieur de bonne qualité est formé par un scelleur à impulsions classique comprenant une barre de scellement 61 et une barre d'appui 63, les deux barres étant portées sur des tiges oscil-lables 64 semblables aux tiges 45. Le joint qui est ainsi formé améliore l'intégrité du joint fait à la station de vaporisage 30 et maintient la poche très bien scellée jusqu'à ce qu'elle soit ouverte pour enlèvement du produit.

Il est apparent que le présent procédé permet la fermeture étanche de la poche 10 tandis qu'elle est dans la station de vaporisage 30 et ainsi la poche scellée ne contient qu'une quantité relativement faible d'air. De même, on notera que le présent procédé permet d'obtenir un vaporisage efficace des poches tout en permettant le remplissage et leur fermeture étanche tandis qu'elles avancent dans l'atmosphère ambiante. En conséquence, il n'est pas nécessaire de placer les poches dans un vase clos à vapeur ou sous vide pour enlever l'air.

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REVENDICATIONS

1. Procédé pour remplir, y introduire de la vapeur, fermer et sceller des poches formées de deux panneaux flexibles face à face, comprenant les étapes de faire avancer les poches longitudinales avec l'extrémité ouverte tournée vers le haut le long d'un trajet déterminé et dans une atmosphère ambiante à travers des stations de remplissage et de vaporisage, d'arrêter chaque poche d'abord dans la station de remplissage, puis dans la station de vaporisage, de maintenir les panneaux de chaque poche écartés l'un de l'autre pour maintenir la partie extrême de la poche dans une position ouverte tandis que la poche reste dans la station de remplissage, quand elle avance depuis la station de remplissage jusqu'à la station de vaporisage et tandis qu'elle reste initialement dans la station de vaporisage, d'introduire un produit dans chaque poche tandis qu'elle se trouve dans la station de remplissage avec sa partie extrême supérieure ouverte, et d'introduire de la vapeur par une tubulure dans chaque poche tandis qu'elle reste dans la station de vaporisage et se trouve en dessous de la tubulure avec sa partie extrême supérieure ouverte pour inonder la poche de vapeur, caractérisé par les étapes de déplacer les panneaux de chaque poche l'un vers l'autre pour déplacer la partie extrême supérieure de la poche à une position fermée tout en dirigeant de la vapeur vers la poche tandis que la poche se trouve en dessous de la tubulure, et de sceller la partie extrême supérieure de chaque poche après sa fermeture tandis que la vapeur est dirigée vers la poche pour empêcher ainsi l'introduction d'air dans la poche.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, l'étape d'étirer la partie extrême supérieure de chaque poche dans la station de vaporisage après que la partie extrême supérieure a été fermée et tandis que la poche est toujours en dessous de la tubulure.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vapeur est toujours dirigée vers chaque poche tandis qu'elle est fermée, étirée et scellée.
4. Machine pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un mécanisme pour faire avancer les poches longitudinalement et par intermittence, l'extrémité supérieure étant ouverte, le long d'un trajet déterminé dans l'atmosphère ambiante à travers des stations de remplissage et de vaporisage, chaque poche restant d'abord dans la station de remplissage puis dans la station de vaporisage, un distributeur dans la station de remplissage pour introduire du produit dans chaque poche tandis qu'elle se trouve dans la station de remplissage, un moyen dans la station de vaporisage pour introduire de la vapeur dans chaque poche, un moyen pour maintenir les panneaux de chaque poche écartés l'un de l'autre pour que la partie extrême supérieure de la poche soit ouverte tandis que la poche se trouve dans la station de remplissage et tandis que la poche reste dans la station de vaporisage pour permettre ainsi l'introduction du produit et de la vapeur dans la poche, caractérisée par un moyen pour forcer les panneaux de chaque poche à se déplacer l'un vers l'autre pour déplacer la partie extrême supérieure de la poche vers une position fermée tandis que la poche se trouve toujours dans la station de vaporisage et avant qu'elle ne soit scellée, et un moyen dans la station de vaporisage pour sceller la partie extrême supérieure de chaque poche après sa fermeture, et avant que la poche ne sorte de la station de vaporisage pour empêcher ainsi l'introduction d'air dans la poche.
5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen pour maintenir la partie extrême supérieure de chaque poche en position ouverte comprend des pinces qui serrent les bords avant et arrière de la poche, le moyen pour forcer l'extrémité supérieure de la poche à se déplacer vers la position fermée comprenant un mécanisme placé dans la station de vaporisage pour déplacer l'une des pinces le long du trajet et loin de l'autre pince.

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6. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, un moyen dans la station de vaporisage pour étirer la partie extrême supérieure de chaque poche après que la partie extrême supérieure a été fermée et tandis que la poche se s trouve toujours dans la station de vaporisage.
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de fermeture comprend une première paire de patins, le moyen d'étirement comprenant une seconde paire de patins, un patin de chaque paire étant disposé d'un côté du trajet et l'autre io patin de chaque paire étant disposé sur le côté opposé du trajet, chaque patin d'étirement étant mobile vers la poche en unisson avec l'un des patins de fermeture et engageant la poche avant engagement de la poche par le patin de fermeture, et chaque patin d'étirement se déplaçant par rapport au patin de fermeture dans

15 la direction du trajet.
8. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen pour introduire de la vapeur comprend une tubulure disposée au-dessus du trajet, et la vapeur étant évacuée continuellement de la tubulure tandis que la poche entre, sort et reste

20 dans la station de vaporisage.