Brevet FR2491032A1 — publié le 19820402

Procédé de stérilisation de matériau d'emballage La présente invention concerne un procédé de stérili- sation de matériau d'emballage, en particulier de récipients pour produit liquide à condiitmrroréformés à partir de dé- coupes, dans lequel on soumet à l'action de vapeur chaude et d'acide la surface à stériliser du matériau d'emballage. La stérilisation de matériaux des genres les plus di- vers au moyen de vapeur chaude est connue de longue date. Mais, lorsqu'il s'agit d'un matériau d'emballage, soit sous forme de bandes, par exemple de feuille plastique ou de carton revêtu de matière plastique, soit sous forme de récipients déja finis, par exemple à partir de découpes de carton, ce n'est que par l'utilisation de températures comprises entre 125 et 1501C que l'on peut obtenir une destruction efficace des germes par stérilisation à la vapeur chaude dans les temps de stérilisa- tion nécessairement courts, de l'ordre de quelques secondes, requis par les procédés automatiques de -soutirage. Autant dire que l'on doit procéder à la stérilisation sous une pression accrue, de l'ordre de 2,4-à 5 bars. Les moyens nécessaires à la stérilisation s'en trouvent alourdis, car le dispositif que le matériau d'emballage traverse à cet effet doit être étanchéifié par rapport à l'entourage et établi pour la pression accrue. Le matériau est en outre sollicité de façon excessive par les hautes températures. On a en conséquence déjà Proposé, par le brevet britan- nique n0 10 83 700, un procédé de-sterilisation par vapeur d'eau du genre précité dans lequel on acidifie la vapeur d'eau. Ce procédé connu ne permet pas non plus d'abaisser, avec utili- sation de vapeur saturée, la température nécessaire à la stéri- lisation au-dessous de 1180C pour un temps d'action d'environ 6 secondes, si bien que là aussi il faut opérer avec une sur- pression de vapeur d'eau d'environ 2 bars. L'invention a par conséquent pour objet un procédé du genre précité qui permette, sans accroissement de la pression, une parfaite stérilisation du matériau d'emballage au moyen de vapeur saturée. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on appli- que tout d'abord de l'acide sur la surface à stériliser du matériau d'emballage, puis l'on traite sous la pression at- mosphérique la surface mouillée d'acide par un rapide courant de vapeur. On utilise donc l'effet de stérilisation dû aussi bien à l'acide qu'à l'échauffement par la vapeur. On a pu consta- ter avec surprise que la résistance des germes au traitement thermique subséquent, dans lequel la vapeur et l'acide agis- sent en partie simultanément, en partie successivement, est affaiblie par l'application préalable de l'acide dans une mesure telle que l'on peut opérer avec de la vapeur saturée sous une pression normale. On peut projeter en brouillard ou pulvériser, chaque fois sous une forme finement dispersée, l'acide sur la sur- face à traiter du matériau d'emballage, par exemple sur les parois intérieures d'un récipient, en sorte qu'il y forme un mince film liquide. Il est aussi possible de verser en gout- tes ou en nappe l'acide sur la surface en sorte qu'il y forme une couche. On peut 4galement envisager l'emploi simultané des deux méthodes, par exemple en pulvérisant, d'une part, l'acide dans un récipient placé debout en sorte que les pa- rois latérales s'en trouvent mouillées et en introduisant, d'autre part, de l'acide par gouttes en sorte qu'il forme une couche sur le fond, lequel, avec ses coins et ses angles, pose des problèmes particuliers en ce qui concerne la stéri- lisation. Afin que le traitement subséquent à la vapeur chaude serve à la fois à la stérilisation et à l'élimination de l'acide, il est avantageux d'utiliser des acides entrainables à la vapeur facilement évacués par celle-ci. Il y a un inté- rét particulier à utiliser des acides qui sont ou bien ren- fermés dans le produit d'emplissage qu'accueillera plus tard le matériau d'emballage ou apparentés à de tels acides. C'est le cas par exemple de l'acide lactique et d'acides alimen- taires analogues lorsque le produit d'emplissage consiste en du lait ou des jus de fruit. On évite ainsi que des traces de 249103Z l'acide servant à la stérilisation qui subsisteraient à l'occasion sur le matériau d'emballage oortent oréjudice au croduitd'emballace en tant que substances étrancares. Pour accroître davantage l'efficacité du procédé, on Veut ou bien chauffer l'acide avant son application sur la surface à stériliser, en sorte que la chaleur inhérente à la vapeur provoque un très ranide accroissement de température aussi bien de l'acide que de la surface, ou bien aussi chauf- fer la surface elle-même, par exemple à l'air chaud, avant l'application de l'acide. Selon une autre extension possible du procédé selon l'invention, le chauffage de la surface par un courant rapide de vapeur est suivi d'un traitement par un courant rapide d'air chaud. Le procédé selon l'invention est utilisable librement aussi bien sur du matériau d'emballage en forme de bande en passage continu que sur des récipients déjà achevés, par exem- ple des récipients pliants réalisés à partir de d4coupes de carton. Dans le second cas, on utilise avantageusement le traitement combiné précité, dans lequel on aDolique l'acide en mince film sur les parois par projection fine-ou pulvérisation au moyen de buses, mais engendre en même temps par versement en gouttes sur le fond du récipient une mince couche d'acide par laquelle on atteint les angles et arêtes vives de l'inté- rieur du récipient. On insuffle ensuite la vapeur chaudequi provoque l'évaoration tant du film acide des parois latérales que de la couche d'acide du fond du récipient et opère, par suite de la transmission de chaleur, un traitement thermique des parois et du fond. On peut cependant aussi se borner a engendrer par verse- ment en gouttes sur le fond du récipient la couche d'acide récitée, en suite de quoi la vepeur chaude affluant a l'inté- rieur s'enrichit de l'acide en yvaporation et réalise une stérilisation encore suffisante en longeant les parois latéra- les. Dans ce processus, il est avantageux d'agir, par un dis- Dositif approprié, tel par exemple qu'un tube plongeur, en sorte que la vapeur chaude soit soufflée directement sur la touche d'acide du fond du rcoient de manière à s'enrichir d'acide et à frôler nécessairement les parois latérales Cour s'(couler hors du ripient. L'ap!iicaticn de i'acide -eut s'ef-fectuer au moyen de D buses pulvÄrisatrices classiques fonctionnant à l'air comprimé ou à la vaoeur chrude sous oression et engendrant un fin brouillard avec, en consequence rie celui-ci, le film de mouil- lage uniforme orécité sur les surfaces ' stériliser. En cas de nulvérisation la vapeur, le fluide pulvérisé assume en meme tempos une partie de la stérilisation selon le proc4dé. L'acide se or4sente alors Partiellement sous forme de vapeur. En fait d'acide, on utilise notamment des acides organiques du groupe des acides formique, acétique, malique, citrique, lacticue et ascorbique. Mais on n'exclut pas non plus des acides inorgani- ques tels que l'acide chlorhydrique. 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. On voit sur ce dessin une chatne transoorteuse pour des récipients d'emballage dans une installation de transvasement, par exemple de lait. Cette installation n'est pas représentée en détail, car, m l'exception de la suite de dispositifs d'amenée d'acide ou de vapeur et d'air chauds décrite ci- dessous, elle peut être de type connu. Il en va de même du dispositif de transoort des récipients, qui est par exemple une chaîne à alvéoles, et de la disposition de cette chaîne à l'intArieur d'une zone d'air sterile telle que d'usage pour un transvasement aseptique. Les récipients 1, par exemple des récipients pliants en carton revêtu de matiere plastique, sont déplacés en cadence par le dispositif transporteur 2, tel qu'une chaîne à alvéoles, de la oeauche vers la droite en sorte qu'ils occupent succesi- vement les positions visibles sur le dessin. La cadence est ?ar exemple d'une d deux secondes, et la capacité des réci- oienLs 1 est d'un litre. Dans une station de pr'chauffage I, on insuffle de l'air chaud à une température d'environ 200OC à l'intérieur du récipient 1 qui s'y trouve. On porte de cette façon les surfaces intérieures du récipient à une température de l'ordre de 50 à 700C. Dans la station de projection d'acide II sui- vante, on engendre à l'intérieur du récipient, à l'aide d'une buse pulvérisatrice 3 fonctionnant à l'air comprimé, un brouillard d'acide qui produit sur les parois intérieures, y compris le fond, du récipient un mince dépôt largement conti- nu, si bien que ces parois et ce fond portent un film d'acide. Comme acide, on peut utiliser de l'acide lactique à 90 %; pour la capacité indiquée du récipient 1, la quantité intro- duite en projection est de 0,5 ml. La station de stérilisation suivante III comporte dans cet exemple trois positions cadencées dans lesquelles on in- suffle, par des canalisations appropriées 4, de la vapeur sous la pression atmosphérique, c'est-à-dire à une température de 1001C au maximum. Le film acide se trouvant sur les parois du récipient ainsi que ces parois mêmes sont ainsi chauffés à la température correspondante. Les germes présents sont tués, partie par l'action de l'acide chaud, partie par le traitement thermique suivant. On peut faire varier le temps d'action de l'acide et de la vapeur par le choix d'un nombre déterminé, éventuellement variable, de stations II et III sur la chaine de transport. La station de stérilisation III est suivie d'une sta- tion de traitement ultérieur IV, dans laquelle on insuffle de même, par des buses appropriées 5, de l'air chaud à une tempé- rature de 200WC. Cette station de traitement ultérieur IV com- prend dans l'exemple considéré deux positions cadencées, si bien que tous les résidus d'acide et de vapeur d'eau sont évacués de l'intérieur du récipient. Dans la station de transvasement V, on emplit le réci- pient t du produit, par exemple du lait, et, dans la station de scellement VI, on ferme hermétiquement l'extrémité supé- rieure dudit récipient. La quantité de vapeur amenée à la station de stérili- sation III est calculée en sorte que l'air contenu dans le récipient soit refoulé aussi complètement que possible à 249 î032 l'extérieur. Par suite de la durée de maintien du récipient 1 dans la station de stérilisation III, le temps d'action de la vapeur est d'environ six secondes. Une durée d'action de trois a dix secondes est généralement recommandée. Dans la station de traitement ultérieur IV, en laquelle de l'air chaud est insufflé à l'intérieur du récipient, il s'agit de débarrasser les surfaces de paroi du récipient de toutes traces d'acide et de vapeur condensée. Mais, du fait que l'on utilise, pour le produit d'emplissage constitué par du lait, de l'acide lactique, c'est-à-dire un acide apparenté è une partie de ce produit, de faibles traces d'acide lacti- que peuvent subsister éventuellement sans inconvénient à l'intérieur du récipient après la stérilisation opérée dans la station III. Ces traces sont trop faibles pour pouvoir provoquer une coagulation ou un changement de pH du lait. Comme on l'a mentionné, on utilise l'acide lactique à une concentration de 90 %. En règle générale, on prend un acide de concentration aussi élevée que possible afin de donner toute son efficacité au prétraitement effectué dans 20. la station II. Contrairement à ce qu'indique le dessin, on peut envi- sager d'acheminer, par un agencement approprié du dispositif transporteur 2, les récipients dans les stations II, III et VI de telle façon que leur c8té ouvert soit tourné vers le bas. Sous l'action de la pesanteur, les éventuelles accumu- lations en gouttes d'acide et de condensat s'écouleraient de la sorte vers le bas et s'égoutteraient hors du récipient. On peut aussi évacuer de même, après le traitement, des aci- des non entrainables à la vapeur, car le condensat de celle- ci les entraXne lui-meme vers le bas. Pour démontrer l'efficacité du procédé selon l'inven- tion, on a récapitulé dans le tableau ci-joint le résultat d'une série d'essais dans laquelle on a transvasé de façon aseptique, dans diverses conditions, du lait dans une station analogue à celle de l'exemple précité. Chaque essai portait sur environ 500 emballages d'une capacité de 1 litre. L'exa- men de la stérilité s'est effectué au vu du pH après un temps de stockage de i1 jours à la température ambiante. Dans l'essai A, servant d'essai à blanc, on a trans- vasé le lait dans des emballages non traites avec ce r-sultat tue 25;o d'entre eux ont été non st rles En ne tant les erballages qu'avec de l'air chaud (à 30D C pendant C secondes zsomme dans l'essai B ou qu'avec de la vapeur (rendant 8 secondes) comme dans l'essai C, on a relevé des taux resoec- tifs de non-s-rilitê de 14 et 7 %. Dans l'essai D, on a traité les emballages avec 0,3 mi d'acide et de l'air chaud (à 300 C pendant 8 secondes), cela avec un faible effet observable dans le cas de l'acide formi- que, mais non pas dans celui des acides acétique et lactiqueo Dans l'essai E, correspondant au oroc6dé selon! in- vention, on a traité -les emballages avec de l'acide et de la vapeur (à raison de 0,3 ou 1 ml d'acide et d'une durée d'ac- tion de la vapeur de 8 secondes), l'introduction de l'acide s'effectuant par oulvérisation de 0,3 ml dans les cas El, E3, E5, par déversement de 1 ml en gouttes dans les cas E2, E4, E6. On a obtenu ainsi de nets effets de stérilisation, avec un excellent taux dans quatre des six cas considérés. L'avantage du procédé selon l'invention est donc manifeste. Ai re A,- 4,A dtessai de: V>nrl r Essai Résultat 249j1032 REVENDICATIONS 1. Procédé de stérilisation de matériau d'emballage, en Darticulier de récipients pour produit d'emplissage liquide préformés à partir de découpes, dans lequel on soumet à l'ac- tion de vapeur chaude et d'acide la surface à stériliser dudit matériau, procédé caractérisé par le fait que l'on applique tout d'abord de l'acide sur la surface à stériliser du maté- riau d'emballage, puis l'on traite sous la pression atmosphé- rique par un rapide courant de vapeur la surface mouillée d'acide. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on projette en brouillard ou pulvérise l'acide sur la surface en sorte qu'il y forme un mince film. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou-2 caractérisé par le fait que l'on verse en gouttes ou en nappe l'acide sur la surface en sorte qu'il y forme une couche. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que l'on utilise, en tant qu'acide, un acide entrainable à la vapeur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que l'on utilise, en tant qu'acide, un acide renfermé dans le produit d'emplissage ou un acide apparenté audit acide du produit d'emplissage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que l'on utilise un acide du groupe des acides formique, acétique, malique, citrique, lactique, ascorbique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que l'on chauffe la surface avant l'application de l'acide. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que l'on chauffe l'acide avant son application sur la surface. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait qu'après le chauffage de la surface par un rapide courant de vapeur, on traite cette même surface par un rapide courant d'air chaud. o 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que l'on projette ou pulvérise l'acide sur la surface au moyen d'air comprimé ou de vapeur chaude sous pression.