CH679970A5 - - Google Patents
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Description
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Description
L'invention concerne un procédé de marquage d'une marque superficielle sur un produit alimentaire à marquer par traitement thermique; un appareil de marquage pour la mise en œuvre du procédé de marquage; les produits alimentaires ainsi traités ou marqués.
On connaît déjà (document FR-2 195 408) un procédé et un dispositif de traitement thermique en profondeur de produits végétaux, animaux, biologiques. Dans ce procédé, on environne le produit à traiter d'un milieu apte à capter de la chaleur rayonnante et on expose le produit au rayonnement d'une source de rayonnement laser. L'objectif recherché par cette technologie est l'élévation de température de l'ensemble du produit à traiter notamment en vue de la destruction bactérienne, la cuisson, le séchage, etc...
On connaît aussi différentes techniques de marquage destinées aux produits alimentaires. Il s'agit soit, le plus généralement, de réaliser un marquage du conditionnement même du produit alimentaire, soit de réaliser un marquage direct du produit alimentaire même. Le marquage d'un conditionnement peut être réalisé selon différentes variantes qui mettent à profit le caractère généralement régulier de la surface du conditionnement. Le marquage direct du produit alimentaire même n'est adapté qu'à certains produits tels que certains fromages et différentes variantes sont envisageables: le marquage au fer rouge, le jet d'encre, la pulvérisation de peinture, la sérigraphie, le tampon-encreur, le rayonnement infrarouge, notamment. Toutefois, ces différentes variantes posent de nombreux problèmes quant à leur mise en œuvre ou aux résultats obtenus: avec le marquage au fer rouge, les contours de la marque réalisée manquent de netteté et la surface irrégulière du produit alimentaire, résultant de sa fabrication, empêche un marquage continu. Le marquage par jet d'encre ne permet pas, compte tenu de la technique mise en œuvre, la réalisation d'une bande marquée d'une largeur supérieure à 2 cm. L'emploi d'un pistolet à peinture pour pulvériser de la peinture sur un masque posé sur le produit alimentaire d'une part provoque le suintement de la peinture sur le masque, d'autre part ne permet pas la réalisation de marques de petites dimensions car les petits orifices correspondants du masque sont immédiatement bouchés par la peinture. L'emploi de la technique de sérigraphie n'est pas envisageable dans le cas d'un produit alimentaire enrobé de farine ou équivalent car la farine bouche les pores de la toile permettant la mise en œuvre du procédé de sérigraphie. L'emploi d'un tampon-encreur, ainsi que cela est connu dans le cas du marquage de la surface de l'emmental, ne permet pas l'obtention d'une marque de contours nets et la couleur de l'encre peut virer avec le temps et la température. Enfin, l'utilisation d'un rayonnement infrarouge conduit à une marque irrégulière et peu acceptable à savoir très foncée au centre et claire sur les bords avec des contours peu nets, la croûte du produit pouvant boursoufler au centre du fait de l'élévation trop importante de température.
On connaît enfin l'usage du laser pour le marquage du conditionnement d'un produit notamment alimentaire (documents GB-2 098133 et EP 0 031 239 notamment). Dans cette technique, on interpose sur un faisceau laser stationnaire dirigé vers le conditionnement à marquer un petit masque :j comportant la marque à réaliser, la technique s'apparentant à la projection d'une diapositive sur un écran. Cette technique est employée pour le marquage de codes-barres et un des critères déterminant recherché est la cadence qui doit être aussi élevée que possible. Du fait de sa conception, cette technique ne permet la réalisation que d'une marque de surface limitée à environ 250 mm2 ce qui est suffisant pour une indication fonctionnelle telle qu'un code-barre ou une date de péremption ou un lieu de fabrication mais est nettement insuffisante pour la réalisation de marques commerciales ou esthétiques ou autres de plus grandes dimensions.
L'objectif de l'invention est donc de pouvoir réaliser directement sur le produit alimentaire à marquer une marque qui, en combinaison, puisse être de dimension variable allant du très petit (de l'ordre du millimètre) jusqu'au très grand (plusieurs dizaines de centimètres), soit obtenue sans apport de produits extrinsèques tels que l'encre, puisse être - si cela est souhaité - uniforme et cela malgré le caractère irrégulier de la surface du produit alimentaire,
puisse être - si nécessaire - variable - comportant des dégradés - indépendamment de l'état de surface du produit alimentaire, ait un contour net, soit obtenu indépendamment de tout boursouflage ou calcination excessive du produit alimentaire, n'affecte pas le produit alimentaire dans son ensemble et sa substance (notamment par manipulation, contamination, destruction, modification chimique, élévation de température), éventuellement soit d'une couleur plus ou moins variable notamment marron plus ou moins clair ou foncé.
A cet effet, l'invention propose un procédé de marquage d'une marque superficielle sur un produit alimentaire à marquer, notamment fromager ou charcutier, par traitement thermique, dans lequel on met en œuvre un traitement thermique par laser dans des conditions convenables pour assurer un échauffement localisé du produit alimentaire à traiter. En particulier, on soumet le produit alimentaire à traiter à plusieurs impacts laser. Plus particulièrement on réalise, avec le faisceau laser, relativement au produit alimentaire à traiter, un balayage transversal combiné à un coulissement longitudinal pas à pas.
L'invention concerne également un appareil de marquage pour la mise en œuvre de ce procédé, qui comporte des moyens supports du produit alimentaire à marquer, un laser apte à émettre un faisceau > laser en direction des moyens supports et, généralement, des moyens aptes à réaliser un balayage « transversal combiné à un coulissement longitudinal pas à pas relatifs du faisceau laser par rapport au produit.
L'invention concerne enfin un produit alimentaire ainsi traité ou marqué et elle est applicable par exemple à un fromage tel que notamment mais non exclusi5
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vement un fromage à pâte pressée à la coupe de la variété SAINT-PAULIN.
Il doit être observé que l'obtention en combinaison des caractéristiques mentionnées précédemment en ce qui concerne la marque réalisée ne sont pas actuellement obtenues avec les techniques connues et ne peuvent être obtenues, du fait même de ces techniques.
Ainsi, les techniques mettant en œuvre de l'encre, de la peinture, la sérigraphie apportent au produit alimentaire un corps extrinsèque. Une borne inférieure élevée de la dimension de la marque est indispensable dans le cas de la pulvérisation. Inversemment, une borne supérieure suffisamment faible est indispensable avec la technique de projection d'encre. L'uniformité de couleur n'est pas possible avec le marquage au fer rouge, le tampon-encreur, le rayonnement infrarouge, du fait soit de la surface tourmentée du produit à marquer, soit de la répartition spatiale de l'énergie rayonnée (cas du rayonnement infrarouge). Un bord net n'est pas davantage possible avec le marquage au fer rouge et le rayonnement infrarouge. La stabilité de couleur n'est pas garantie dans le cas de l'application d'un corps extrinsèque. L'obtention d'effets spéciaux résultants de dégradés de couleurs n'est généralement pas possible, etc...
L'invention permet donc d'obtenir simultanément l'ensemble de ces caractéristiques et ceci au moyen d'un procédé et d'un appareil de marquage dont la mise en œuvre peut être rendue industrielle à des conditions économiques satisfaisantes. De plus, le produit alimentaire ainsi marqué est tout à fait remarquable par ses qualités esthétiques.
Les autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- La fig. 1 est une vue schématique en perspective, de dessus, d'un produit alimentaire comportant une marque obtenue par le procédé selon l'invention.
- La fig. 2 est une vue de détail du produit alimentaire ainsi marqué.
- La fig. 3 est une vue schématique de dessus d'un appareil de marquage selon l'invention.
- La fig. 4 est une vue en coupe verticale par un plan médian selon la ligne IV—IV de la fig. 3.
- La fig. 5 est une vue schématique en perspective illustrant le procédé de marquage selon l'invention.
- La fig. 6 est un schéma illustrant un mode de réalisation du procédé selon l'invention comportant un recouvrement des zones de marquage.
- La fig. 7 est une vue schématique verticale d'une variante possible du procédé selon l'invention.
L'invention concerne un procédé et un appareil de marquage d'une marque superficielle 1 sur un produit alimentaire à marquer 2.
De façon connue en soi, le marquage est réalisé par traitement thermique du produit alimentaire, plus spécialement par un brûlage superficiel localisé sur sa surface extérieure 3.
Selon l'invention, on met en œuvre un traitement thermique tel qu'on soumet directement le produit alimentaire 2, nu et à consistance solide, à au moins un faisceau laser 4 dans des conditions convenables pour assurer réchauffement localisé du produit alimentaire 2.
Le produit alimentaire 2 est à consistance solide de manière à présenter une surface extérieure 3 qui d'une part ait une tenue autonome en l'absence de contraintes extérieures et n'exige donc pas - lors de la mise en œuvre du procédé - la présence d'un élément d'emballage ou de conditionnement ce qui aurait pour effet d'empêcher l'accès direct à la surface extérieure 3, d'autre part puisse être brûlé par traitement thermique.
Des produits alimentaires 2 convenant bien à la mise en œuvre de l'invention sont par exemple des fromages comportant une croûte. Par exemple, des fromages à pâte pressée de grande dimension pour être servis à la coupe sont particulièrement bien adaptés à la mise en œuvre de l'invention. Toutefois, l'invention est également applicable à des produits de charcuterie tels que des saucissons ou autres.
Le produit alimentaire 2 est nu à savoir que au moins à l'endroit de la surface extérieure 3 où doit se trouver la marque 1, le produit alimentaire 2 est dépourvu d'emballage ou conditionnement, ce qui constiturait un obstacle au marquage direct sur le produit alimentaire 2. Toutefois, le produit alimentaire 2 peut être revêtu d'un enrobage, revêtement ou équivalent, participant ou favorisant la réalisation de la marque. Par exemple, le produit alimentaire 2 peut être revêtu de farine pouvant être assez facilement brûlée.
Selon d'autres caractéristiques, le produit alimentaire 2 est capable d'être brûlé localement, superficiellement, ce brûlage ayant pour effet un changement de couleur notamment un brunissement bien localisé et il présente une faible conductibilité thermique, par exemple de l'ordre de 0,3 à 0,4 Wm-1K-i.
Selon une autre caractéristique, la surface extérieure 3 peut être plane ou non, lisse ou, au contraire, comportant des reliefs à savoir des microreliefs et/ou des macro-reliefs. On entend par micro-reliefs des reliefs d'importance dimensionnelle limitée de l'ordre par exemple du millimètre et par macro-reliefs des reliefs plus importants de l'ordre par exemple du centimètre. Un cas typique de mise en œuvre de l'invention est celui où la surface extérieure 3 est au moins sensiblement plane mais avec des micro- et des macro-reliefs, notamment un grain de surface combiné à un relief plus important notamment des successions de creux et de saillies s'éten-dant longitudinalement, tels que ceux obtenus lorsqu'un produit alimentaire de consistance pâteuse repose sur une claie. Un tel état de la surface extérieure 3 est bien visible sur la fig. 2. Ainsi que cela résulte de la description qui suit et ainsi que cela est bien visible sur la fig. 2, un tel état de la surface extérieure 3 n'affecte en aucune manière la marque 1.
Le produit alimentaire 2 peut être de dimension plus ou moins importante allant de quelques centi5
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mètres à plusieurs dizaines de centimètres.
Bien que les fig. 1 et 2 se réfèrent à un produit alimentaire 2 constitué par un fromage, l'invention s'applique également à d'autres types de produits alimentaires ainsi qu'à d'autres types de fromages ou spécialités fromagères, ainsi que cela a déjà été mentionné.
Le produit alimentaire 2, une fois marqué, peut être - et généralement est - placé dans un emballage ou conditionnement approprié, rigide, semi-ri-gide, souple, en une ou plusieurs parties, réutilisable ou consomptible, opaque, transparent ou translucide, décoratif et/ou fonctionnel, comportant ou non des éléments de marquage.
L'invention s'applique également, éventuellement, au conditionnement ou emballage même du produit alimentaire 2, dans la mesure où celui-ci présente des caractéristiques physico-chimiques lui permettant d'être brûlé localement, d'une manière comparable à celle du produit alimentaire 2. Par exemple, un emballage comportant du bois, tel que les boîtes classiques de camembert, pourrait convenir pour recevoir une telle marque. Il doit donc être entendu que l'invention protège également ce cas du marquage d'un tel emballage.
La direction transversale et la direction longitudinale correspondent à deux directions orthogonales l'une à l'autre. Le coulissement pas à pas est préfé-rentiellement d'une valeur inférieure à la dimension longitudinale du faisceau laser 4 ou de l'impact 5 de manière à assurer le recouvrement des impacts, ainsi qu'il est mentionné.
A un tronçon de ligne de référence 6, on définit deux bornes d'extrémité 7. A cet effet, soit on interpose sur le faisceau laser 4 un masque 8 comportant une fenêtre 9 correspondant au tronçon de ligne de référence 6 à réaliser, soit ûn arrête le rayonnement laser lorsque l'impact laser 5 atteint une borne 7, depuis le tronçon 6.
Un appareil de marquage d'une marque superficielle 1 sur le produit alimentaire 2, mettant en œuvre les procédés selon l'invention, comporte des moyens supports 10 du produit alimentaire 2 et un laser 11 apte à émettre un faisceau laser 4 en direction des moyens supports 10.
L'appareil de marquage comporte également des moyens aptes à réaliser un balayage transversal combiné à un coulissement longitudinal pas à pas relatifs du faisceau laser 4 par rapport aux moyens supports 10 donc au produit alimentaire 2 porté par les moyens supports 10.
De plus, l'appareil comporte un masque 8 destiné à être interposé sur le faisceau laser 4, comportant une fenêtre 9 dont le bord 12 correspond au contour 13 de la marque à réaliser. Ce masque 8 est situé à proximité des moyens supports 10, donc du produit alimentaire 2 afin d'obtenir un contour net 13, sans toutefois être trop près du produit alimentaire 2 pour éviter son échauffement. Plus généralement le transfert thermique entre le masque 8 et le produit alimentaire 2 est empêché ou atténué.
Enfin, l'appareil de marquage peut comporter des moyens de commande des conditions du rayonnement laser pour permettre de réaliser une marque 1 de couleur au moins sensiblement constante, ou au contraire variable comportant des effets de dégradés respectivement foncés et clairs.
Le procédé de marquage mis en œuvre dans un tel appareil est tel qu'on réalise la marque 1 par brûlage superficiel du produit alimentaire 2 au moyen d'un impact laser 5 produit par un faisceau laser 4 issu d'un laser 11. Préférentiellement et ainsi que cela résulte de ce qui précède, on met en œuvre un impact laser 5 glissant agencé sur plusieurs tronçons de ligne de référence 6 placés côte à côte ayant chacun deux bornes d'extrémité 7 situées sur le contour 13 de la marque 1 à réaliser et ce par un balayage transversal combiné à un coulissement longitudinal pas à pas les mouvements étant relatifs. Les impacts laser 5 de deux tronçons de ligne de référence 6 adjacents sont à recouvrement partiel, la longueur du coulissement longitudinal pas à pas étant inférieure à la dimension longitudinale de l'impact laser 5. Il s'en suit qu'une même surface élémentaire de la marque 1 est réalisée par le recouvrement partiel d'une pluralité d'impacts laser 5. Dans ce procédé de marquage, on place sur, ou préférentiellement seulement à proximité du produit alimentaire 2, un masque 8 comportant une fenêtre 9 dont le bord 12 correspond au contour 13 de la marque 1.
Selon une première variante, les conditions du rayonnement laser sont au moins sensiblement constantes pendant le marquage ce qui a pour effet de réaliser une marque 1 de couleur au moins sensiblement constante, dès lors que la surface extérieure 3 est elle-même suffisamment homogène. Dans une autre variante, les conditions du rayonnement laser sont variables pendant le marquage, notamment comportant au moins une phase de rayonnement intense et au moins une phase de rayonnement faible ou nu, ce qui a pour effet de réaliser une marque comportant au moins une zone de fort brunissement et au moins une zone de faible brunissement. On peut alors commander les conditions du rayonnement laser selon les zones de couleurs à réaliser. Selon un autre mode de fonctionnement, les phases de rayonnement intense et les phases de rayonnement faible ou nul sont réparties au hasard.
Dans une application possible, on utilise un laser 11 au gaz carbonique ayant un faisceau 4 dont le diamètre à l'endroit de l'impact 5 est de l'ordre de 1 mm à 20 mm, dont la longueur d'onde est située dans l'infrarouge, la température de brunissement superficiel de la surface extérieure 3 du produit alimentaire 2 étant de l'ordre de 220°C, une surface élémentaire étant réalisée par superposition d'au moins trois impacts 5.
Le marquage de l'emballage ou conditionnement, dans des conditions équivalentes à celles du produit alimentaire 2, peut être effectué à l'aide du même appareil.
On entend par marque 1 au sens de l'invention tout signe écrit et visible, verbal ou figuratif, fonctionnel ou décoratif ou commercial, quelqu'en soit le mérite, le genre, la destination, la complexité, l'importance dimensionnelle, une telle marque peut donc se présenter sous la multiplicité de formes connues pour les marques classiquement employées pour des produits alimentaires.
La marque 1 est superficielle dans la mesure où
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bien que faisant partie intrinséquemment du produit alimentaire 2, elle n'en affecte essentiellement que la surface extérieure 3, éventuellement sur une très faible profondeur.
La marque 1 faisant intrinséquemment partie du produit alimentaire 2 et ne résultant que du traitement thermique localisé (brûlage) du produit alimentaire 2, il en résulte d'une part qu'elle n'est pas détachable du produit sans affecter celui-ci, d'autre part qu'elle est «consommable».
La marque 1 peut être située sur tout ou partie du produit alimentaire 2. En règle générale, la marque 1 est située sur une des faces du produit alimentaire 2, notamment la face supérieure. Toutefois, entre également dans l'invention le cas où la marque 1 se trouve alternativement ou supplémentairement sur d'autres faces notamment latérale et/ou inférieure.
Le procédé de marquage ainsi défini constitue une application particulière du procédé de traitement thermique localisé par laser.
La technique générale du laser fait partie des connaissances générales de l'homme du métier et est illustrée notamment par l'état de la technique suivant : documents FR-2 195 408, FR-2 200 021, EP-0 031 239, GB-2 098 133 et «LES LASERS», Francis HARTMANN (Presses Universitaires de France). Pour ces raisons, il n'est pas nécessaire de décrire en détail cette technique du rayonnement laser, sauf pour ce qui concerne l'application spécifique qui en est faite dans l'invention.
Selon l'invention, pour assurer un échauffement localisé du produit alimentaire 2, on choisit et on règle les caractéristiques du rayonnement laser, notamment la puissance de sortie, la longueur d'onde d'émission, la géométrie du faisceau laser 4; ainsi que les caractéristiques de l'impact 5 du faisceau laser 4 sur le produit alimentaire 2 notamment les phases de fonctionnement et d'arrêt, la durée d'exposition, la géométrie de l'impact, la séquence d'impact.
Il doit être entendu que ce choix et ce réglage des caractéristiques opératoires sont à la portée de l'homme du métier dès lors que les conditions générales de mise en œuvre de l'invention et les objectifs recherchés ont été définis.
On entend par impact 5 du faisceau laser 4 la zone de la surface extérieure 3 du produit alimentaire 2 rencontrée par le faisceau laser 4.
On assure réchauffement localisé du produit alimentaire 2 de manière que cet échauffement soit apte d'une part à brûler sans substantiellement vaporiser, le produit alimentaire 2 au moins sensiblement à l'endroit de l'impact 5; d'autre part à limiter réchauffement du produit alimentaire 2 au voisinage immédiat de l'impact 5. Par conséquent, à l'endroit de l'impact 5, le produit alimentaire 2 est superficiellement brûlé mais non vaporisé; toutefois au voisinage de l'impact 5, la température du produit alimentaire 2 n'est pas substantiellement augmentée. Cela résulte non seulement des caractéristiques du rayonnement laser et de l'impact 5 mais aussi des caractéristiques du produit alimentaire 2 notamment sa conductibilité thermique.
Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5. En particulier, on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5, successivement dans le temps, avec ou sans étape d'arrêt du rayonnement laser entre deux impacts laser 5 successifs; et/ou on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5 écartés ou adjacents ou à recouvrement partiel ou total (dans l'espace).
Préférentiellement, on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5 définis par un impact laser glissant. On entend par impact laser glissant un impact qui se déplace sur la surface extérieure 3 de façon continue au moins pendant un certain temps et sur au moins un tronçon de ligne de référence, l'impact glissant étant ainsi la combinaison de plusieurs impacts instantanés chacun de très courte durée, la durée de l'impact instantanée résultant de la vitesse de déplacement de l'impact glissant.
Plus généralement, on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5 agencés sur au moins un tronçon de ligne de référence 6. On entend par tronçon de ligne de référence un segment plus ou moins étendu longitudinalement d'une ligne droite et/ou courbe, brisée et/ou non brisée passant par les parties médianes (ou les centres) de plusieurs impacts voisins. Dans le cas d'un impact laser glissant, le tronçon de ligne de référence 6 correspond à la ligne de glissement de l'impact laser 5 en question.
Préférentiellement, on soumet le produit alimentaire 2 à plusieurs impacts laser 5 agencés sur plusieurs tronçons de ligne de référence 6 placés côte à côte à savoir au moins sensiblement parallèles entre eux et à proximité l'un de l'autre de manière que les impacts laser 5 de deux tronçons 6 soient à recouvrement au moins partiel ou adjacents ou à proximité réciproque immédiate. Ainsi que cela résulte de ce qui suit, ce cas particulier de mise en œuvre correspond notamment au balayage décrit ultérieurement, plus spécialement avec recouvrement partiel, ainsi qu'il est décrit.
Préférentiellement, les impacts laser de plusieurs tronçons de ligne de référence 6 côte à côte viennent à recouvrement partiel, une même zone de la surface extérieure 3 étant ainsi exposée au rayonnement laser par plusieurs impacts laser, par exemple entre deux et cinq impacts laser. Toutefois, il est clair que le nombre d'impacts laser 5 venant à recouvrement partiel sur une même zone peut être différent. L'expérience a montré que la réalisation du traitement thermique en plusieurs passes successives avec recouvrement partiel des impacts était bénéfique pour la qualité du traitement (en particulier la marque 1 ).
On soumet donc au rayonnement laser au moins une zone de traitement surfaciquement étendue constituant toute ou seulement partie de la surface extérieure 3 du produit alimentaire 2, au moyen de plusieurs impacts laser 5.
Préférentiellement, on réalise plusieurs impacts laser par un déplacement relatif du faisceau laser 4 par rapport au produit alimentaire 2. En particulier, on réalise un déplacement relatif comprenant au
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moins un balayage transversal le long d'un tronçon de ligne de référence 6 et, le cas échéant, en outre et en combinaison, au moins un coulissement longitudinal notamment de type pas à pas.
On se réfère maintenant aux fig. 1 et 2 qui montrent une forme de réalisation possible, purement indicative, d'une marque 1 sur un produit alimentaire 2 constitué, en l'occurrence, par un fromage. Ainsi que cela est bien visible sur la fig. 2, la surface extérieure 3 du produit alimentaire 2 est dans l'ensemble plane mais comporte néanmoins à la fois des micro-reliefs formant un grain et des macro-reliefs constitués par des creux parallèles 14 correspondant aux zones où le produit alimentaire a reposé sur une claie. La marque 1 à réaliser est complexe comportant un dessin tel que en l'occurrence un arbre stylisé, des lignes, des éléments verbaux. Plus précisément, la marque 1 comporte des zones 1A étendues surfaciquement, des zones 1B longilignes et enfin des zones 1C plutôt ponctuelles. Naturellement, la marque ainsi réalisée est seulement indicative et ne vise qu'à mettre en évidence la polyvalence d'emploi des procédés selon l'invention. Ainsi que cela est bien visible sur les fig. 1 et 2, la marque 1 est dans son ensemble étendue et occupe la majeure partie de la face supérieure de la surface extérieure 3, le produit alimentaire 2 ayant un diamètre de l'ordre de X centimètres. De plus, la fig. 2 montre à la fois la netteté du contour de la marque 1 et ce pour des formes complexes et, le fait que la marque 1 épouse parfaitement le relief de la surface extérieure 3 et, enfin l'homogénéité de couleur de la marque 1, indépendamment du relief. Ce résultat est obtenu avec un laser 11 dont le rayonnement est maintenu constant pendant le procédé de marquage. En revanche, en modifiant le rayonnement laser, par suite de la commande effectuée, il est possible d'obtenir une marque comportant des effets de dégradés, certaines zones étant plus foncées et d'autres plus claires, le brûlage de la surface extérieure 3 ayant été respectivement plus important ou moins important.
Il va encore de soi que les procédés selon l'invention permettraient également d'inscrire une marque sur la face latérale du produit 2 ou encore sa face de dessous.
On se réfère maintenant aux fig. 3 et 4 qui montrent de façon purement schématique un appareil de marquage selon l'invention comprenant un bâti 15 portant les moyens supports 10, plutôt dans sa partie inférieure. Les moyens supports 10 peuvent être par exemple du type grille. Naturellement, à un appareil ainsi constitué peut être adjoint à un diposi-tif d'amenée et/ou un dispositif d'évacuation du produit alimentaire 2. Dans une forme de réalisation possible, le produit alimentaire 2, donc les moyens supports 10 sont stationnaires et le faisceau laser 4 est déplacé selon le balayage transversal et le coulissement longitudinal pas à pas mentionné. Selon une autre variante, les moyens supports 10 sont eux-mêmes montés à coulissement longitudinal pas à pas et le faisceau laser 4 est déplacé selon le balayage. D'autres formes de réalisation sont possibles.
Le faisceau laser 4 issu du laser 11 est conduit en direction des moyens supports 10 au moyen de dispositifs optiques 16 appropriés ne faisant pas en soi l'objet de l'invention. Préférentiellement, le faisceau laser 4 arrive sur la surface extérieure 3 à traiter, respectivement à marquer, avec un angle d'incidence égal ou proche de l'angle droit c'est-à-dire perpendiculaire ou presque perpendiculaire à la surface extérieure 3. Les moyens permettant d'assurer le balayage transversal et/ou le coulissement longitudinal pas à pas peuvent faire l'objet de nombreuses variantes qui ne font pas en soi l'objet de l'invention. En particulier, il est possible de mettre en œuvre un miroir oscillant recevant et réfléchissant le faisceau laser 4.
On se réfère maintenant à la fig. 5 qui montre de façon purement schématique un produit alimentaire 2 sur lequel est posé un masque 8 pourvu d'une fenêtre 9 et, en tiretés, le cheminement schématique agrandi et élargi de l'impact laser 5 - c'est-à-dire les tronçons de référence 6 - de manière à réaliser un balayage transversal combiné à un coulissement pas à pas. On trouve ainsi un premier tronçon 17A, transversal, par exemple arrivant sur le masque 8 en dehors de la fenêtre 9, et à l'extrémité 18A de celui-ci un petit tronçon longitudinal 17B jusqu'à une extrémité 18B puis à partir de l'extrémité 18B un deuxième tronçon transversal 17C parallèle au tronçon 17A mais en sens opposé passant dans la fenêtre 9 et jusqu'à l'extrémité 18C à partir de laquelle il y a un petit coulissement longitudinal pas à pas 17D jusqu'à l'extrémité 18D à partir de laquelle il est possible d'avoir un troisième coulissement transversal parallèle et dans le même sens que le premier coulissement transversal, et ainsi de suite.
On se réfère maintenant à la fig. 6 qui montre le recouvrement des impacts laser 5 dans le cas d'impact laser glissant parallèlement à une direction générale D. Pour chacun des impacts laser, on a donné un mode de représentation symbolique afin de bien montrer le recouvrement. Un premier impact laser glissant 19A s'étendant le long d'un premier tronçon de ligne de référence 20A est suivi d'un deuxième impact laser 19B le long d'un deuxième tronçon de ligne de référence 20B et ainsi de suite pour les troisième, quatrième et cinquième impacts laser 19G, 19D, 19E le long des tronçons de lignes 20C, 20D, 20E respectivement. Ainsi que cela est bien visible, les tronçons de lignes de références 20A, 20B, etc. ... sont séparés chacuns l'un de l'autre d'une distance a correspondant au coulissement longitudinal pas à pas (le pas étant a). De plus, la dimension longitudinale de l'impact laser 19A, 19B, etc.... est égale à H. Et, (a) est inférieur à H. Par exemple, (a) est de l'ordre de 0,3 à 0,4H. H en résulte que le deuxième impact glissant 19B recouvre partiellement le premier impact glissant 19A de même que le troisième impact glissant 19C recouvre à la fois partiellement les deux premiers impacts glissants 19A et 19B, de même que le quatrième impact glissant 19D recouvre les trois premiers. Il s'en suit la réalisation d'une bande 21 constituée par l'intersection et la superposition des premier, deuxième, troisième et quatrième impacts laser glissants 19A, 19B, 19Cet 19D.
La fig. 7 montre un développement possible de
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l'invention, étant précisé que d'autres développements sont également possibles. Selon ce développement, le faisceau laser 4 est partagé par un séparateur de faisceau 22 en deux faisceaux 23A et 23B, le premier 23A étant dirigé par exemple sur la face supérieure du produit alimentaire 2 ainsi qu'il a été décrit et le second 23B, étant dirigé sur la face latérale du même produit alimentaire 2 ou - ainsi qu'il est représenté - sur un autre produit alimentaire antérieur ou postérieur et ceci au moyen d'un système de miroirs réfléchissants 24.
L'invention a été mise en œuvre de façon très satisfaisante sur un fromage à pâte pressée de type SAINT-PAULIN, ainsi qu'il est représenté sur les fig. 1 et 2. Un tel fromage fait l'objet durant l'affinage de frottages avec une solution du brevibacté-rium linens et l'affinage dure de trois à quatre semaines. Pendant l'affinage, le fromage est posé sur des claies qui donnent à la surface extérieure 3 les reliefs déjà décrits, notamment comportant les creux 14. Après affinage, la surface du fromage 2 est séchée. La croûte du fromage 2 est ensuite recouverte d'une couche de «laque» constituée par une dispersion aqueuse stable d'acétate de poly-vynile ou de copolymère à base d'acétate de polyvy-niles. Eventuellement, cette dipersion contient des corps antifongiques ou d'autres corps fonctionnels. La dispersion aqueuse peut être appliquée sur le fromage 2 au moyen d'un pinceau ou au moyen d'un pistolet à peinture ou par badigeonnage à l'aide de lames ou par tout autre moyen approprié. Immédiatement après l'application sur le fromage 2 de la dispersion, on plaque sur la dispersion encore humide de la farine grillée. Le fromage est placé dans un séchoir pour être séché. La durée de séchage dépend du type de «laque» et de la température de séchage. Par exemple, des essais ont été effectués avec une durée de séchage de deux heures à une température de 20°C, le séchage étant total. Lors du séchage de la «laque» des grains de farine sont agglomérés sur la «laque». L'excès de farine est éliminé par brossage après séchage. Une autre pulvérisation légère au pistolet à peinture d'une «laque» incolore peut être réalisée de manière à constituer un «voile» sur le fromage améliorant la tenue de la farine. Des essais de marquage ont été réalisés également sur des fromages à croûte fleurie, à croûte lavée et à croûte mixte.
Pour le marquage, il a été utilisé un laser 11 à gaz carbonique Cl 1000 de la société CILAS-ALCATEL ayant une puissance de 1000 Watts pouvant être modulés selon les besoins et une longueur d'onde de 10,6 microns. Le rayon laser 4 était déplacé selon les deux axes de balayage transversal et de coulissement longitudinal au moyen d'une table à deux directions orthogonales de déplacement.
Des masques 8 en différents matériaux aptes à arrêter le faisceau laser 4 ont été employés notamment l'acier inoxydable, des alliages ferreux et le cuivre qui est apparu comme le mieux adapté. En effet, le cuivre ne peut être découpé par un laser à gaz carbonique. Si nécessaire, le masque 8 peut être refroidi par exemple au moyen d'un serpentin d'eau froide, afin d'éviter toute déformation résultant de l'élévation de température. Ainsi qu'il a été
mentionné précédemment, il est souhaitable que le masque 8 soit écarté du produit alimentaire 2 ou, à tout le moins, que la conduction thermique entre le masque 8 et le produit alimentaire 2 soit empêchée. Dans l'exemple de réalisation envisagée, le faisceau laser 4 à la sortie du laser 11 a un diamètre de l'ordre de 1 à 1,3 cm. Le faisceau laser 4 est ensuite traité optiquement pour être dévié ou focalisé de façon appropriée.
Dans tous les cas, il est nécessaire de contrôler la dimension de l'impact 5, celui-ci conditionnant l'énergie rayonnée et appliquée par unité de surface.
Les vitesses de déplacement en balayage transversal et coulissement longitudinal peuvent être réglées par exemple entre 0 et 45 m par minute. Les valeurs convenables ayant fait l'objet d'essai sont de l'ordre de quinze mètres par minute.
Plusieurs essais différents ont été réalisés:
- Essai no 1 :
. Puissance laser: 140 Watts . Diamètre du faisceau brut: 10 mm . Diamètre de l'impact: 10 mm . Vitesses de balayage transversal et coulissement longitudinal: 15 mètres par minute . Distance de recouvrement (a): 3,5 mm
- Essai no 2:
. Puissance laser: 290 Watts . Diamètre du faisceau brut: 10 mm . Diamètre de l'impact: 14 mm . Vitesses de balayage transversal et coulissement longitudinal: 15 mètres par minute . Distance de recouvrement (a): 6 mm
- Essais no 3:
. Puissance laser: 12 Watts . Diamètre du faisceau brut: 10 mm . Diamètre de l'impact: de l'ordre de 1,5 mm . Vitesses de balayage transversal et coulissement longitudinal: 15 mètres par minute . Distance de recouvrement (a): 0,1 mm
D'autres expérimentations ont été envisagées avec un balayage transversal réalisé par mise en œuvre d'un miroir vibrant et coulissement longitudinal pas à pas par déplacement du produit alimentaire 2 sur un tapis à déplacement cadencé.
Naturellement, l'invention peut faire l'objet de nombreuses autres variantes de réalisation.
Claims (24)
1. Procédé de marquage d'une marque superficielle (1) sur un produit alimentaire (2) à marquer, par traitement thermique, caractérisé par le fait qu'on soumet directement le produit alimentaire (2) à traiter, nu et à consistance solide, à au moins un faisceau laser (4) dont les caractéristiques du rayonnement sont choisies et réglées pour assurer
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un échauffement localisé du produit alimentaire (2) à traiter apte d'une part à brûler, sans substantiellement vaporiser, le produit alimentaire (2), au moins sensiblement à l'endroit de l'impact (5) du faisceau laser (4); d'autre part à limiter réchauffement du produit alimentaire (2) à traiter au voisinage immédiat de l'impact (5).
2. Procédé de marquage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on soumet le produit alimentaire (2) à traiter à plusieurs impacts laser (5) successivement dans le temps à recouvrement au moins partiel.
3. Procédé de marquage selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on soumet le produit alimentaire (2) à traiter à plusieurs impacts laser (5) définis par un impact laser glissant.
4. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on soumet le produit alimentaire (2) à traiter à plusieurs impacts laser agencés sur au moins un tronçon de ligne de référence (6).
5. Procédé de marquage selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on soumet le produit alimentaire (2) à traiter à plusieurs impacts laser (5) agencés sur plusieurs tronçons de lignes de référence (6) placés côte à côte à savoir au moins sensiblement parallèles entre eux et à proximité l'un de l'autre de manière que les impacts laser (5) de deux tronçons (6) soient à recouvrement au moins partiel ou adjacents ou à proximité réciproque immédiate.
6. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on soumet au rayonnement laser au moins une zone de traitement surfaciquement étendue constituant toute ou seulement partie de la surface extérieure (3) du produit alimentaire (2) à traiter, au moyen de plusieurs impacts laser (5).
7. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on réalise un déplacement relatif du faisceau laser (4) par rapport au produit alimentaire (2) à traiter, de manière à réaliser plusieurs impacts laser (5) distincts.
8. Procédé de marquage selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'on réalise un déplacement relatif comprenant au moins un balayage transversal le long d'un tronçon de ligne de référence (6).
9. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'on réalise un déplacement relatif comprenant, en outre et en combinaison au moins un coulissement longitudinal notamment de type pas à pas.
10. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on définit deux bornes d'extrémité (7) à un tronçon de ligne de référence (6) situées sur le contour de la marque (1) à réaliser et, à cet effet, soit on interpose sur le faisceau laser (4) un masque (8) comportant une fenêtre (9) correspondant au tronçon de ligne (6) à réaliser, soit on arrête le rayonnement laser lorsque l'impact laser (5) atteint une borne (7) depuis ledit tronçon (6).
11. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les impacts laser (5) de deux tronçons de lignes
(6) adjacents sont à recouvrement partiel, une même surface élémentaire de la marque (1) étant réalisée par le recouvrement partiel d'une pluralité d'impacts laser (5).
12. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'on place à proximité mais à l'écart du produit alimentaire (2) à marquer un masque (8) comportant une fenêtre (9) dont le bord (12) correspond au contour (13) de la marque (1) à réaliser.
13. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les conditions du rayonnement laser sont au moins sensiblement constantes pendant le marquage ce qui a pour effet de réaliser une marque de couleur au moins sensiblement constante.
14. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les conditions du rayonnement laser sont variables pendant le marquage notamment comportant au moins une phase de rayonnement intense et au moins une phase de rayonnement faible ou nul ce qui a pour effet de réaliser une marque comportant au moins une zone de fort brunissement et au moins une zone de faible brunissement.
15. Procédé de marquage selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'on commande les conditions du rayonnement laser selon les zones de couleur à réaliser.
16. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'on utilise un laser à gaz carbonique ayant un faisceau dont le diamètre à l'endroit de l'impact (5) est de 0,5 mm à 20 mm, dont la longueur d'onde est située dans l'infrarouge, la température du brunissement étant de l'ordre de 220°C, une surface élémentaire de la marque (1) étant réalisée par la superposition d'au moins trois impacts laser (5) superposés.
17. Appareil de marquage pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens supports (10) du produit alimentaire (2) nu à marquer, un laser (11) apte à émettre un faisceau laser (4) en direction des moyens supports (10) et des moyens aptes à réaliser un balayage transversal combiné à un coulissement longitudinal pas à pas relatifs du faisceau laser (4) par rapport aux moyens supports (10) du produit alimentaire (2) à marquer.
18. Appareil de marquage selon la revendication 17, caractérisé par le fait qu'il comporte un masque (8) destiné à être interposé sur le faisceau laser (4), comportant une fenêtre (9) dont le bord (12) correspond au contour (13) de la marque (1) à réaliser.
19. Appareil de marquage selon l'une quelconque des revendications 17 et 18, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commande des conditions du rayonnement laser pour permettre de réaliser une marque (1) de couleur au moins sensiblement constante ou au contraire variable.
20. Produit alimentaire comportant une marque (1) surfaciquement étendue caractérisé par le fait qu'il est réalisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
21. Produit alimentaire selon la revendication 20,
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caractérisé par le fait qu'il s'agit d'un fromage ou produit fromager.
22. Application d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, au marquage d'un produit fromager ou charcutier.
23. Application selon la revendication 22, caractérisée par la fait que le marquage est appliqué à la croûte d'un fromage.
24. Utilisation d'un appareil de marquage selon l'une quelconque des revendications 17, 18, ou 19, pour le marquage du conditionnement ou emballage d'un produit alimentaire (2).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |