Brevet FR2255916A1 — publié le 19750725

a préssente invention concerne un procédé de steri- -lisation d'articles, notamment de matérian d'emballage, de flans d'emballage ou d'emballages préfabriqués, par irradia -tion avec des particules de grande énergie L'invention vise également une chambre stérile dans laquelle une atnos- -phère stérile est maintenue Il est connu dans l'industrie de l'amballage de stéri -liser le matériau d'emballage ainsi que les denrées emballées par irradiation par exemple au moyen de rayons électroniques,. de rayons X ou de rayons gamma. Avec les dispcsitifs utilisés jusqu'à présent pour la stérilisation, par exemple de matériau d'emballage, un effet stérilisant n'est obtenu en principe que sur les surfaces qui sont soumises à une irradiation directe, bien qu'un certain effet secondaire nuasse être attendu de l'irradiation électronIque grâce au fait que des électrons d'émission secondaire ayant une direction différente de la direction de la radiation principale sont émis tendant le bombardement électronique.Dans tous les cas il s'avère impossible de stériliser les surfaces qui sont directement- opposées à la source de radiations, telles que la face arrière des bandes de matériau d'emballage et des flans d'emballage ou le dessous des récipients d'emballage qui sont soumis à une irradiation électronique venant d'en haut et dirigés sur 11 ouverture du récipient tans les dispositifs dtirradiation utilisés jusqu'à présent, on nta pas employé d'électrons ayant une énergie supérieure à 100 Kilo-électron-volts environ, et une énergie de cet ordre ne. produit qu'une stérilisation de surface sans aucun effet de pénétration plus profond dans le matériau.Pour permettre de stériliser l'extérieur en même temps que l'intérieur d1un récipient d'emballage en une seule et même opération, le procédé suivant l'invention consiste à effectuer une irradiation électronique avec des électrons de grande énergie, ces électrons ayant une énergie telle qu'ils puissent pénétrer dans la paroi du matériau ou du récipient d'emballage à stériliser, de manière à stériliser l'extérieur en même temps que l'intérieur de l'emballage. L'invention a également pour objet une chambre stérile pour la mise en oeuvre du recédé ci-dessus. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description détaille qui va suivre et à l;examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de 11 invention. La figure 1 représente un dispositif générateur de radiations électroniques haute-énergie. La figure 2 représente un dispositif pour la stérili -sation de récipients d'emballage. la. figure 3 représente un tunnel stérile dont au moins une extrémité est fermée nar un rideau de radiations élec-tro -niques haute-énergie Sur la figure 1, on a représenté un générateur 1 pour la production d'une radiation électronique haute-énergie. Le générateur I comprend une enveloppe 2 qui contient un transformateur haute-tension ayant un enroulement primaire 4 et un enroulement secondaire 5, L'enveloppe contient en outre un tube à vide 3 dans une extrémité duquel est placée une cathode 7 et qui comporte des anodes 6, disposées le long du tube et reliées à des prises sur l'enroulement secOndaire 5.Du fait que l'enroulement secondaire 5 du 'transformateur comporte plus de spires que l'enroulement primaire 4, la tension produite va être considérablement plus grande et peut atteindre jusqu'à plusieurs milliers de volts La cathode 7 disposée dans le tube à vide 3 est faite dans un matériau qui émet rapidenent des électrons lorsqu'il est chauffé. la cathode 7 est reliée à un filament à incandescence ou à un autre dispositif de chauffage capable de l'amdener à une tempé -rature telle qu'une importante émission d'électrons se produise.La cathode 7 est en outre reliée, pour avoir son potentiel fixe, à l'une des extrémités de l1enroulement secondaire 5, tandis que les anodes 6 qui sont avantageusement disposées à gale distance le long de l'intériour du tube à vide 3, sont reliées à des prises sur l'enroulement secondaire 5, de sorte que les différentes anodes 6 ont des potentiels différents les unes des autres et différents de celui de la cathode. les anodes 6 sont avantageusement constituées par des plaques métalliques annulairese la cathode 7 est chauffée au moyen de dispositifs de chauffage non représentés et elle émet des électrons qui grâce a11s anodes 6 ont un potentiel qui va croissant le long du tube à vide 3, sont accélérés le long de ce tube et reçoi -vent une quantité d'énergie toujours croissante.Lorsque les électrons sont passés devant toutes les anodes et sont chargés de l'énergie voulue, ils peuvent être concentrés au moyen d'une bobine 23 disposée autour du tube à vide 3, et dans le présent cas, on essaie de faire diverger le faisceau d'électrons pour qu'il puisse couvrir une plus grande surface Finalement le faisceau d'électrons sort du tube à vide 3 sous forme d'une radiation orientée 9 Dans le présent mode de réalisation, le générateur est supposé être un transformateur haute-tension, mais il pourrait aussi bien être un accélérateur Van de Graaf, un accélérateur haute-fréquence ou n'importe quel autre type de dispositif connu capable de fournir une radiation électro -nique haute-énergie orientée. La figure 2 représente une chambre fermée 10 qui comprend un dispositif 13 d'émiesion d'tLne radiation électro -nique baute-energie 14 et un dispositif 11 de support ou de transport de récipients d'emballage 12 qui sont supposés outre du type gobelet. les récipients d'emballage S2 sont soumis à une radiation électronique haute-energie 14 dont la teneur en énergie peut être évaluée dans le présent mode de réalisation entre I et 10 millions d'électrons-volts. lorsque les réci- -pients 12 sont exposés à une telle radiation, non seulement l'intérieur des récipients qui est orienté vers la source de radiation 13 va être stérilisé, mais aussi les parties des récipients qui sont opposées à la source de radiation la et donc ne sont pas directement irradiées par le faisceau nlec- -tronique 14 > car les électrons ont une telle énergie qu'ils traversent les parois des récipients d'emballage 12 l'emploi d'une radiation électronique de très grande énergie permet ainsi de stériliser en une seule et même opération l'intérieur et l'extérieur des récipients d'emballage en m8me temps, ce qui, dans de nombreux cas, est une condition préalable d'assu -rance de non-réinfection de l'intérieur pré-stérilisé des récipients' d'emballage avant leur remplissage et leur fermeture La figure 3 représente un tunnel stérile 15 qui cern- -prend un convoyeur mécanique 20 muni de supports nour des récipients d'emballage 19 qui dans le présent mode de retali- -sation également sont du type gobelet mais pourraient être différents. Dans la chambre stérile 15, une atmosphère stérile est maintenue par introduction dtair stérile filtré au moyen d'un conduit d'admission 16.La chambre stérile 15 abrite également un élément 21 pour le remplissage des récipients 19 et un dispositif 22 pour la fermeture et le soudage des récipients. Les récipients 19 sont placés dans leurs supports sur le convoyeur 2Q à l'extérieur de la chambre stérile 15 et sont acheminés dans celle-ci par le convoyeur 20, Les récipients passent devant une source de radiation 17 qui émet un rideau 18 de radiations électroniques haute-énergie.Il est supposé que la radiation électronique a une teneur en énergie si élevée, de l'ordre de 1 à 10 millions d'électronsvolts par exemple, que les récipients d'emballage sont.sté -rilisés à 11 intérieur aussi bien qu'à l'extérieur du fait que la radiation émise par la source 17 est capable de traver -ser les parois des emballages.Outre les emballages 19, la surface du convoyeur 20 est également stérilisée par la radiation électronique 18 lorsque le convoyeur traverse le rideau, et en plus du fait que les éléments du convoyeur 20 qui sont recouverts ou masqués par les- récipients l9 sont également stérilisés par la radiation électronique, il se produit un effet de stérilisation supplémentaire dû à ce que les électrons haute-énergie de la source de radiation 17, dans leur collision avec les molécules d'air, émettent des électrons secondaires qui sont projetés dans toutes les direcégalement -tions et ont de ce fait / une action stérilisante sur le dessous du convoyeur 20. Lorsque les emballages 19 pénètrent dans le tunnel stérile 15 sur le convoyeur 20 et traversent le rideau 18 de radiations électroniques haute-énergie, les récipients d'emballage 19 ainsi que le convoyeur sont stérilisés et une atmosphère stérile est maintenue par introduction d'air stérile au moyen du conduit 16, comme indiqué précédemment. On maintient une légère surpression à l'intérieur de la cham- -bre stérile de façon à empêcher l'air contaminé de bactéries de pénétrer dans la chambre. lorsque les récipients 19 dispo -sés sur le convoyeur 20 ont pénétré dans le tunnel stérile, ils sont guidés vers un dispositif de rem plissage 21 qui les remplit avec la substance stérile de remplissage Après remplissage les récipients 19 sont fermés hermétiquement à l'aide du dispositif de fermeture et de soudage 22 qui dans le présent mode de réalisation est représenté schématiquement par un rouleau d'une bande d'obturation qui peut être scellée sur 1' ouverture supérieure des récipients 19 pour constituer une fermeture étanche et durable Les récipients stérilisés, remplis et fermés 19 sont finalement évacués du tunnel 15, soit par un sas comprenant un rideau de radiations électroniques soit par un joint à air ou un joint fluide de type classique. Comme indiqué précédemment, d'autres types d'emballage tels que tubes, bouteilles, pots ou bandes ou flans d'embal- -lage plats peuvent également être stérilisés par irradiation au moyen d'une radiation électronique haute énergie dont la teneur en énergie soit suffisante pour pénétrer à l'intérieur du matériau d'emballage afin de stériliser non seulement les parties qui sont exposées directement à la source de radia -tions, mais aussi celles qui sont opposées à cette source, Dans l'exemple décrit, la radiation est appliquée a un maté -riau dremballage classique constitué-par du carton, ou du carton recouvert de matériau plastique, mais il peut arriver qu'une teneur en énergie encore tolus élevée de la radiation électronique ait à outre utilisée pour assurer l'effet de stérilisation voulu. - Bien entendu, l'invention n'est nullement linitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écar -ter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la stérilisation d'articles tels que matériau d'emballage, flans d'emballage ou récipients d'em- -ballage terminés par irradiation avec des particules haute énergie, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre le ou les articles à une radiation électronique d'une teneur en énergie telle qu'une partie des électrons traverse les parois de l'article pour stériliser les parties de l'article ou des articles qui sont directement exposées à la radiation électro -nlque ainsi que les parties de l'article ou des articles qui sont opposées à la source de radiation. 2) Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'irradiation est effectuée au moyen d'électrons d'une énergie telle que les parties des machines comprenant les supports et autres éléments de machines qui entourent lrarticle ou les articles soient stérilisées en surface même Si l'article ou les articles estZsont interposés entre lesdites parties et la source de radiation. 3) Chambre stérile pour la nise en oeuvre. du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans la -quelle une atmosphère stérile est maintenue, caractérisée en ce qu'au moins 11 entrée de la chambre est pourvue d'un dispositif pour l'émission d'un rideau constant de radiations électroniques, ledit rideau de radiations couvrant l'orifice. d'entrée de la chambre et ayant un niveau d'énergie tel qu'un article introduit dans la chambre stérile soit stérilisé lors de son passage à travers ledit rideau par les radiations dudit rideau. 4) Chambre stérile suivant la revendication 3, carac -têrisé en ce qu'une surpression est maintenue dans la chambre au moyen d'air stérile sous pression qui est introduit dans la chambre par un conduit séparé.