Brevet FR2494666A1 — publié le 19820528

i Procédé de stérilisation à la, va-peur de matériau d'emballage L'invention concerne un procédé de stérilisation à la vapeur chaude de matériau d'emballage, notamment de récipients pour produit liquide acide, par exemple pour jus de fruit, pré- formé à partir de découpes. Dans l'emballage de denrées et produits alimentaires tels que lait, jus de fruit, etc., on pose des exigences éle- vées à la stérilité des surfaces du matériau d'emballage qui entrent en contact avec ce genre de contenu. Il est dtautant plus difficile de satisfaire à ces exigences que, dans les pro- cédés de soutirage automatiques, on ne dispose que de très courts intervalles de temps, de l'ordre de quelques secondes, pour la stérilisation. Aussi, bien que la stérilisation à la vapeur chaude soit connue depuis longtemps, l'industrie de l'emballage des denrées et produits alimentaires a-t-elle pris pour principe qu'une stérilisation à la vapeur n'est possible qu'avec l'utilisation de températures de l'ordre d'environ 125 à 1500C, ce qui signifie qu'elle doit *tre entreprise sous une pression accrue, atteignant de 2,4 à 5 bars. Mais cela complique considérablement le matériel nécessaire, car il faut étanchéi- fier par rapport à l'entourage, et établir pour cette pression accrue, le dispositif de stérilisation à travers lequel le matériau d'emballage doit être acheminé. Ce dernier est en outre excessivement sollicité par les températures. À la place de la stérilisation à la vapeur pure, on a en conséquence déjà recouru à des expédients très variés tendant essentiellement à utiliser des solutions aqueuses froides ou chaudes de bactéricides chimiques ou à appliquer des procédés combinés dans lesquels on met en oeuvre simultanément de la vapeur chaude sous pression relativement basse et des produits chimiques. Mais, par suite de la sévérité des exigences légales, il faut veiller encore avec un soin particulier à maintenir, avant le transvasement du produit à conditionner, le matériau d'emballage entièrement libre de résidus de bactéricides, ce qui ne laisse pas de poser des problèmes, nGtamoe;ntb dans la stérilisation de récipients, du fait de leurs angles et coins. L'invention a donc pour objet un proee sation de matériau d'emballage qui soit applieable sans grandes dépenses d'appareillage et sans utilisation de moyens chimiques. Ce procédé, du genre annoncé, est caractérise par le fait que l'on utilise un matériau d'emballage deun taux de con- tamination superficielle inférieur à environ 1 germe/dm2 et qu'on le traite avec de la vapeur sous pression atmosphérique0 Contrairement à l'opinion pr-valant dans le secteur de l'emballage des produits alimentaires, selon laquelle la vapeur en circuit ouvert, c'est-à-dire sous la pression normale, et notamment en présence d'air, est à peu près inefficace pour la stérilisation et absolument inutilisable dans le cadre des temps brefs disponibles dans le s o utirage automatique, on a constaté que la vapeur chauie sous pression neormale permet un s c utirage aseptique impeccable de produits pasteurisés avant tout acides si l'orn utilise mn matér!au d'emballage d'un taux de contamination superficielle inférieur à environ 1 germe/ dm2. Ainsi le procédé selon l'invention ne s'atpaque-t-il pa au problème exclusivement sous l'angle des moyens de stérilisa- tion à utiliser, mais fait-il aussi appel à un matériau d'em- ballage déterminé. Comme tel matériau d'emballage, on utilise de prffl- rence un matériau fibreux, par exemple du carton, constitué à partir de feuille plastique ou enduit sur ses deux faces de matière plastique par extrusion et enroulé sur des bobinesz Par suite de sa réalisation à partir d'une matière plastique d'abozd liquide, un tel matériau d'emballage egt soumis à un traitement thermique dans lequel on est en prézence d'une température de à 3000C sous chaleur sèche. On obtient de la sorte à l'état d'origine un matériau pauvre en germes qui, au cours de sa transformation en marchandise sur bobine ou en découpes, n'est sans doute pas complètement stérile, mais, en cas de mode opératoire soigné, s'en tient, dans son taux de contamination superficielle, à des valeurs moyennes de moins de 1 germe/dm2. Le traitement thermique précité accompagnant la réalisation du matériau a pour effet de tuer entièrement surtout les levures et moisissures et autres germes vivants, si bien que les germes subsistants se composent essentiellement de générateurs de spo- res. Le taux de contamination superficielle, rapporté aux levu- res et moisissures, est donc plus bas que le taux d'ensemble il est inférieur à 0,1 germe/dm2. L'enduction du matériau de carton préféré revêtu sur ses deux faces de matière plastique par extrusion s'effectue directement à la sortie de la boudineuse, à une température comprise entre 250 et 3200C, si bien que la surface du carton est recouverte pratiquement sans germes sur ces deux mêmes faces. Dans la suite de son traitement, le matériau est trans- formé à de hautes vitesses de progression et de façon essentiel- lement automatique, que ce soit d'une bobine à une autre ou de la bobine en une découpe, si bien qu'il n'est exposé à l'air ambiant que pendant peu de temps et que les opérations manuel- les sont réduites à un minimum. La découpe d'emballage achevée aboutit à un carton d'expédition dans lequel, par suite de l'em- ballage étanche, la possibilité d'une infection du futur c8té intérieur du récipient est également minimale. On parvient de la sorte à délivrer au dispositif de so utirage un matériau d'emballage pauvre en germes qui présente un taux moyen de con- tamination superficielle de moins de 1 germe/dm2 et est par conséquent utilisable dans le cadre du procédé selon l'inven- tion. Les germes isolés dont on peut encore constater la pré- sence sur le futur côté intérieur du récipient proviennent essentiellement de l'air ambiant sec des chambres de transfor- mation et se composent principalement de générateurs de spores. La densité de fréquence des levures, moisissures et autres genres de germes critiques pour des produits de soutirage acides est très faible et, comme on l'a dit, inférieure à 0,1 germe/dm2. On peut avantageusement soumettre à l'action de vapeur en écoulement rapide les surfaces à stériliser du maté- riau d'emballage, par exemple une ou chacune des deux faces d'une bande de matériau continue pour la réalisation d'embal- lages ou de la surface intérieurade récipients. S'il s'agit d'une bande de matériau, on la traite, venannt de la bobine, de façon continue ou intermittente, par de la vapeur saturée, puis en la sèche, dans la mesure néacessaire, par de 2lair chaud en évitant toute contamination étrangère. On prenà le cas échéant des précautions pour protéger de l2action de la chaleur humide le bord de la bande de matériau, Après quoi, en veillant égale- ment à une absence poussée de germes, on convertit de façon connue la bande de matériau en une découpe ou un emballage que l'on amène au dispositif de soutirage. Selon certaines particularités avantageuses possibles de l'invention: on préchauffe, de préférence à fbOGC Ou au-delà, les faces à stériliser du matériau d'emballage; après le trai- tement à la vapeur, on sèche avec de l'air chaud exempt de ger- mes les surfaces stérilisées du matériau d'emballage. Pour la stérilisation d'emballages déjà préformés, le traitement à la vapeur saturée s'effectue en laissant celle-ci affluer, dans un ou plusieurs postes du dispositif de souti- rage, au récipient d'emballage ouvert. Il faut en même temps que la vitesse d'écoulement de la vapeur soit assez grande pour que l'air soit chassé le plus complètement possible du récipient. Il doit se former alors, par suite de la condensation de la vapeur, un film d'eau aussi continu que possible, avec une tem- pérature de 90 à 1000C, sur la surface intérieure du récipient d'emballage. Il faut éviter des gouttes ou amas de condensat plus importants sur le fond du récipient, ce que l'on obtient en réglant la quantité et la vitesse d'écoulement de la vapeur d'après la forme et les températures de paroi du récipient. La quantité de vapeur injectée à l'intérieur du réci- pient représente avantageusement le décuple du volume dudit récipient. Le temps d'action de la vapeur, fixé par la cadence du dispositif de s outira ge, est de l'ordre de 3 à 10 secondes. Avant l'injection de cette vapeur, il peut être avantageux de chauffer la surface intérieure du récipient, par exemple au moyen d'air chaud, à des températures dépassant 600C afin de favoriser la formation du film de condensat. Il peut de plus être bon de sécher, consécutivement au traitement à la vapeur, l'intérieur du récipient avec de l'air chaud. On peut aussi utiliser, selon l'inventions comme matériau d'emballage, un matériau fibreux enduit sur ses deux faces d'une dispersion de matière plastique et enroulé sur des bobines. Le procédé selon l'invention convient avant tout pour des produits de sou tirage acides dont le pH est inférieur à 4 et que l'on pasteurise avant le so utirage. Le chauffage de pasteurisation se règle, en température et en durée, sur le genre de produit de so utirage considéré. Les jus de pomme, d'orange, de tomate et d'autres fruits ou les boissons que l'on tire de ces jus constituent par exemple de tels produits particulièrement appropriés. Des produits à base de lait caillé tels que yogourt, bas beurre ou fromage blanc se soutirent également dans des conditions de parfaite conservation selon ledit procédé. L'avantage essentiel du procédé selon l'invention réside dans le fait que l'on y est affranchi du souci d'éli- miner des résidus de bactéricides des récipients avant le s o u t i r ag e sans avoir néanmoins besoin de chambres de sté- rilisation résistant à la pression et devant être étanchéifiées de façon compliquée par rapport h l'entourage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, qui représente la zone de stérilisation et de soutirage d'une installation propre à la mise en oeuvre du procédé selon ladite invention. Le long d'une voie de transport 1I des récipients 2 sont acheminés, par exemple au moyen d'une ehatne à alvéoles, à travers une chambre aseptique 3. On maintient, de façon con- nue, dans cette chambre aseptique 3 une atmorsphre stérile en la soumettant à un flux laminaire d'air exempt de germes. lre paroi intermédiaire 4 qui comporte unne ouverture juste suffi- sante pour le passage des récipients 2 sépare de la chambre aseptique 3 une autre chambre 5 qui est également maintenue stérile et dans laquelle a lieu les outirage du; produit et la fermeture des récipients. Les récipients 2 sont eonstitués par un carton de fibre cellulosique blanchie qui est enduit de polyéthylène sur ses deux faces par extrusion. Sur celle des faces du matériau de carton, d'abord sous forme de bande continue, qui sera en regard du produit de s ou tirage e on a en plus inséré une feuille d'aluminium entre une premitre couche de polyéthylène et une autre extérieure, d'o l'obtention d'un matériau d' température comprise entre 250 et 320DC, ce dernier es prati- quement stérile au sortir de ladite boudineuse e- recouvrse a peu près sans germes les deux faces du carton. On transforme ensuite le matériau en des découpes d'emballage comme on l'a exposé précédemment et son taux de contaianation superficielle est finalement inférieur à 1 germe/dm2. Après quoi, on déforme déjà les découpes d'emballa.ge dans la machine de soutirage même par pliage'de la-surfake de fond et scellement du joint'de fond. On veille'en m8me temps par un nettoyage et une désinfection en règle à'ee que les man- drins-supports, doigts de pliage et autres pièces de machine analogues qui entrent en Contact avee la future face intérieure des récipients ne provoquent pas de contamination de ces sur- faces du matériau d'emballage. Dans une station de préchauffage I, on insuffle dans 7, les récipients 2 ainsi réalisés de l'air chaud à une tempéra- ture de 100 à 2000C, en sorte que la surface intérieure s'é- chauffe à 60-800C. Après leur entrée dans la chambre aseptique 3, les récipients gagnent une station de stérilisation II à cinq postes cadencés. Dans cette station IIt on injecte dans les récipients, pendant cinq temps de cadence successifs de chacun 1 à 2 secondes, de la vapeur saturée en quantité telle que, dans chaque poste, son volume soit au moins décuple de celui du récipient. Par suite du préchauffage dans la station I, il se forme sur la paroi intérieure des récipients 2, dans les conditions indiquées, un film d'eau qui provoque une stéri- lisation parfaite avec le matériau d'emballage choisi. Dans une station d'air chaud III à deux postes caden- cés, on injecte de l'air chaud, à une température d'environ 150 à 2000C, dans l'intérieur des récipients 2, en sorte que leurs parois intérieures se trouvent asséchées et qu'il ne sub- siste qu'un petit reste de condensat sur leur fond. Ce reste de condensat ne présente aucun inconvénient, car il s'agit d'eau pure exempte de germes. On atteint ensuite une station de so utirag e IV du produit puis une station de scellement V dans laquelle on ferme hermétiquement les récipients 2 sur leur face supérieure au moyen de joues de soudage à chaud ou par soudage à l'ultrason. On soutire de la chambre aseptique 3 la vapeur en excès provenant de la station de stérilisation II. La quantité de chaleur qu'elle renferme peut ensuite être exploitée de quelque autre façon, par exemple en échange thermique avec l'air utilisé dans la station de préchauffage I. On a exposé, dans l'exemple de réalisation ci-dessus, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention en relation avec un matériau de carton enduit de polyéthylène sur ses deux faces par extrusion. L'application du procédé n'est cependant pas limitée à l'utilisation de ce seul matériau. On obtient aussi des matériaux pauvres en germes ou exempts de germes en les enduisant de dispersions de matière plastique, par exemple de CPVD. Au séchage de telles couches de dispersion de matière plastique, et avant tout si l'on a acidifié la dispersion, on obtient des taux de contamination superficielle aussi bas que dans l'enduction par extrusion. REVENDICATIONS 1. Procédé de stérilisation à la vapeur chaude de matériau d'emballage, en particulier de récipients préformés à partir de découpes pour un produit de soutirage acide liquide tel qu'un jus de fruit, procédé caractérisé par le fait que l'on utilise un matériau d'emballage d'un taux de contami- nation superficielle inférieur à environ 1 germe/dm2 et qu'on le traite avec de la vapeur sous pression atmosphérique. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on utilise comme matériau d'emballage un matériau fibreux, par exemple du carton, enduit sur ses deux faces de matière plastique par extrusion et enroulé sur des bobines. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'on soumet à l'action de vapeur en écoulement rapide les surfaces à stériliser du maté- riau d'emballage, par exemple une ou chacune des deux faces d'une bande de matériau continue pour la réalisation d'embal- lages ou la surface intérieure de récipients. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que l'on préchauffe, de préférence à 600C ou au-delà, les surfaces à stériliser du matériau d'em- ballage. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait qu'après le traitement à la vapeur, on sèche les surfaces stérilisées du matériau d'embal- lage avec de l'air chaud exempt de germes. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que, dans la stérilisation de récipients, la quantité de vapeur injectée à l'intérieur du récipient représente environ le décuple du volume du récipient. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 6-caractérisé par le fait que l'on utilise, comme matériau d'emballage, un matériau fibreux enduit sur ses deux faces d'une dispersion de matière plastique et enroulé sur des bobines.