Brevet FR2545787A1 — publié le 19841116

2545787. DISPOSITIF DE CONTRE-PRESSION EQUIPANT UN SYSTE- ME DE CONDITIONNEMENT ET DE REMPLISSAGE EN MILIEU STERI- LE. La présente invention se rapporte à un disposi- tif de contre-pression destiné à stériliser à haute tem- pérature l'espace interne d'un système aseptique de con- ditionnement et de remplissage d'aliments ou de médica- ments (dénommé ci-après "système"), dispositif conçu pour être raccordé à une buse de remplissage dudit systè- me afin de maintenir, dans l'espace interne de ce systè- me, une vapeur de stérilisation ou de l'eau chaude sous une pression prédéterminée pendant la stérilisation du- dit système. En général, lors du traitement en milieu stérile de produits tels que des aliments ou des médicaments, il est nécessaire de stériliser un système de conditionnement et de remplissage aseptique comprenant différents appa- reils intercalés entre un appareil de stérilisation et un appareil de remplissage (entre autres une pompe de distribution, des canalisations, des valves et éléments analogues avec lesquels les produits ont tendance à en- trer directement en contact), avant que ledit système effectue les opérations de production et de remplissage proprement dites A cet effet, il existe plusieurs pro- cédés classiques consistant, par exemple, à faire parcou- rir le système par des agents de stérilisation; à chauf- fer de l'eau jusqu'à une température-élevée au moyen d'un appareil de stérilisation par la chaleur, puis à intro- duire cette eau chaude dans le système; et à introduire de la vapeur dans ce système par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation en vapeur afin de stériliser à chaud ledit système Cependant, le procédé consistant à utiliser les agents de stérilisation à été à peine utili- sé, étant donné que ces agents sont quelquefois suscepti- bles de demeurer dans le système et de se mélanger aux produits, d'o résulteraient d'inopportuns problèmes sani- 2 2545787 taires Par conséquent, les procédés de stérilisation à chaud utilisant de l'eau chaude ou de la vapeur ont été amplement appliqués à ce genre de système. Le procédé sus-mentionné de stérilisation par la chaleur a été habituellement appliqué avec une durée de stérilisation comprise entre 20 minutes et 45 minutes, à une température de stérilisation de 1200 C à 1400 C. Dans ce cas, l'eau chaude ou la vapeur à l'intérieur du système doit être maintenue à une pression supérieure à la pression atmosphérique en vue de maintenir l'eau chaude ou la vapeur à une température supérieure à 100 'C (c'est-à-dire une pression supprimant l'ébullition de l'eau; cette pression a été qualifiée de "contre-pres- sion" dans la présente description) En outre, il est nécessaire que l'eau chaude ou la vapeur continue de parcourir le système sans y séjourner étant donné que, si elle y séjourne, sa température est abaissée par sui- te du rayonnement de chaleur de l'intérieur du système vers l'atmosphère, d'une manière telle que la stérilisa- tion de l'espace interne dudit système deviendrait insuf- fisante. Entre-temps, des buses de remplissage ont été conçues avec des formes différentes qui dépendent des propriétés des produits devant être déversés et, en géné- ral, lors du processus de remplissage, chaque buse est agencée de manière à être ouverte pour remplir l'un des conteneurs avec le produit, après quoi cette buse est in- tégralement fermée pour interrompre le remplissage jus- qu'à ce que le conteneur suivant soit mis en place Du fait du fonctionnement des buses classiques de remplis- sage décrit ci-dessus, il est par conséquent impossible de maintenir l'eau chaude ou la vapeur dans le système à une pression supérieure à la pression atmosphérique et suffisante pour assurer la température nécessaire à la stérilisation, tout en permettant un flux ininterrom- pu d'eau et de vapeur chauffées à travers ledit système lorsqu'on procède à une stérilisation à chaud de ce sys- tème préalablement à l'opération de remplissage. Une tentative a été faite pour monter un disposi- tif de stérilisation de l'espace interne suivant la buse de remplissage en fixant un dispositif qui est raccordé au dispositif de contre-pression, tel qu'une valve de commande de la pression ou un clapet de pression, au moyen d'un conduit qui engendre, dans le système, une pression suffisante de l'eau chaude ou de la vapeur afin de stériliser ledit système tout en permettant le passa- ge de l'eau chaude ou de la vapeur à travers ce système. Cependant, le montage manuel sus-mentionné sur la buse de remplissage s'est avéré compliqué et difficile du fait qu'un certain nombre d'éléments constitutifs sont couram- ment installés au voisinage de ladite buse de remplissage. En outre, étant donné que la buse de remplissage et le dispositif fixe s'échauffent, il est impossible d'enlever manuellement ce dispositif immédiatement après que l'espace interne du système a été stérilisé à chaud; il faut attendre environ 30 minutes pour obtenir un re- froidissement jusqu'à la température ambiante. De plus, lors de la dépose du dispositif fixé après son refroidissement tel que décrit ci-avant, ce dispositif doit être manipulé avec précaution afin d'évi- ter toute contamination de l'extrémité et de la surface interne de la buse de remplissage stérilisée par un micro- organisme tel qu'un germe Une désinfection des mains est en général nécessaire et il est habituel de pulvériser un agent stérilisant sur le bec de l'appareil de remplis- sage après l'enlèvement du dispositif rapporté. Néammoins, malgré de tels procédés, un problème réside dans le fait que la chambre de remplissage peut être contaminée par un contact avec l'environnement, étant donné que la porte de protection prévue pour maintenir une condition stérile dans cette chambre de remplissage est ouverte pour permettre l'enlèvement du dispositif 2545787. rapporté. Un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif qui soit à môme de stériliser adéquatement à chaud l'ensemble d'un système de condi- tionnement et de remplissage aseptique,y compris l'élé- ment de remplissage devant entrer en contact avec le produit, sans pour autant soulever les difficultés sus- mentionnées - Un autre objet de l'invention consiste à propo- ser un dispositif de contre-pression destiné à être rac- cordé à une buse de remplissage du système, et capable de maintenir dans l'espace interne de ce système une pressurisation prédéterminée à une température excédant 'C, tout en évitant une quelconque stagnation du flui- de de chauffage dans ledit système. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de contre-pression qui puisse être relié amoviblement à la buse de remplissage du sys- tème sans aucune manipulation ni période de préparation gênante pour le fonctionnement de ce système, et sans polluer l'atmosphère stérile de la buse de remplissage et de l'espace interne de l'élément de remplissage qui a été stérilisé. Conformément à la présente invention, il est pos- sible de stériliser intégralement l'espace interne du système à l'aide d'un fluide de chauffage sous une forte température, en reliant à la buse de remplissage un ca- puchon doté d'un moyen limiteur de débit qui laisse s'écouler ledit fluide de chauffage de sorte que la pres- sion de ce fluide soit maintenue à une valeur prédétermi- née en amont de la buse de remplissage du système et en faisant passer ledit fluide de remplissage à travers le système après le raccordement dudit capuchon En outre, conformément à la présente invention, il est possible de faire parcourir le système par le fluide de chauffage sans que ce fluide séjourne dans ledit système Selon 2545787. l'invention, le capuchon du dispositif est conçu pour être d'une réalisation compacte, ce qui permet d'amener ledit capuchon jusqu'à une position directement sous-ja- cente à la buse de remplissage à l'aide d'un convoyeur classique ou élément analogue, et de relier ledit capu- chon à ladite buse de remplissage à l'aide de n'importe quel moyen approprié Dans ces conditions, la pose et la dépose du capuchon sur la buse de remplissage se font ai- sément, sans polluer l'atmosphère stérile qui règne dans ladite buse de remplissage et dans l'espace interne du système. Les objets et les effets sus-mentionnés sont at- teints par un dispositif de contre-pression qui, confor- mément à la présente invention, comprend une buse de rem- plissage; un capuchon placé en regard de cette buse de remplissage pour recevoir un fluide de chauffage prove- nant de ladite buse; un moyen pour soulever ledit capu- chon en direction de ladite buse; un moyen pour établir une liaison hermétique entre ladite buse et ledit capu- chon, ainsi qu'un moyen qui, incorporé dans ce capuchon, laisse s'écouler le fluide de chauffage du système en maintenant ce fluide de chauffage sous une pression don- née dans le système, en amont dudit capuchon. L'invention va à présent être décrite plus en dé- tail,à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe fragmentaire d'une forme de réalisation d'un dispositif de contre-pression fixé à une buse de remplissage et conçu selon la présen te invention, la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1, mais illustrant une variante de réalisation de la pré- sente invention; et la figure 3 est une coupe analogue à la figure 1, qui illustre une autre modification apportée à l'in- vention. 6 2545737 La figure 1 des dessins représente une forme de réalisation préférentielle d'un dispositif de contre- pression selon l'invention, qui comprend un capuchon se présentant sous la forme d'un récepteur 2 pouvant être relié à la buse 1 d'un élément de remplissage dans un système de conditionnement et de remplissage aseptique. La buse 1 traverse une plaque fixe 8 au-dessous de la- quelle est délimitée une chambre de remplissage Un mé- canisme de levage est prévu pour soulever le récepteur 2 en direction de la buse de remplissage 1 en vue de sa liaison avec cette dernière, ce mécanisme comportant des boulons 4 insérés dans des orifices ménagés dans la pla- que fixe 8 et destinés à être vissés dans des trous ta- raudés 12 pratiqués dans une collerette 7 façonnée sur la paroi latérale du récepteur 2 Une rotation des bou- lons 4 provoque un soulèvement du récepteur 2 en direc- tion de la buse de remplissage 1 jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec l'extrémité de cette buse Un joint to- rique 5 est ajusté dans une gorge annulaire usinée dans la collerette 7, afin d'assurer une étanchéité entre le récepteur 2 et l'extrémité de la buse 1 Le récepteur 2 est muni d'une cloison 2 a qui délimite un compartiment 2 b à l'intérieur dudit récepteur, cependant qu'un con- duit 2 c partant de ladite cloison traverse la paroi laté- rale du récepteur 2 et s'achève par une sortie 6 Un li- miteur de débit se présentant sous la forme d'un clapet de vapeur 3 est monté sur le conduit 2 c à l'intérieur du compartiment 2 b du récepteur 2en vue de décharger, du système de conditionnement et de remplissage en milieu stérile, un fluide de chauffage tel que de la vapeur par la sortie 6, jusqu'à l'environnement externe, sous un débit limité, de telle sorte que ce fluide de chauffa- ge puisse être maintenu sous une pression prédéterminée dans une partie du système située en amont du récepteur 2. Avant de procéder à une stérilisation à chaud 2545787. du système de traitement et de remplissage aseptique, le récepteur 2 est tout d'abord placé sur un convoyeur à chaîne 9 destiné à parcourir la chambre de remplissa- ge et à acheminer des conteneurs qui sont emplis par un produit lors du processus de remplissage ultérieur Le convoyeur 9 est actionné pour amener le récepteur 2 à une position dans laquelle il se trouve directement au- dessous de la buse de remplissage 1 Ensuite, les bou- lons 4 sont introduits dans les orifices de la plaque fixe 8 afin de s'engager par vissage dans les trous ta- raudés 12 de la collerette 7 du récepteur 2 Ce dernier est soulevé vers la buse 1 en faisant tourner les bou- lons 4 dans les trous taraudés 12, de sorte que ce ré- cepteur 2 est déplacé à l'écart du convoyeur à chaîne 9 jusqu'à ce qu'il vienne hermétiquement en contact avec l'extrémité de ladite buse 1, le joint torique 5 étant interposé entre ces deux éléments. La stérilisation à chaud du système de contionne- ment et de remplissage stérile est effectuée en introdui- sant dans ce système, par l'intermédiaire d'une canalisa- tion, une vapeur saturée délivrée par une source, puis en faisant passer cette vapeur à travers la buse de rem- plissage 1 jusqu'au récepteur 2 par l'intermédiaire du clapet de vapeur 3 dudit récepteur, le condensat de va- peur étant déchargé par intermittence dans l'espace ex- térieur Le clapet de vapeur 3 logé dans le récepteur 2 a pour objet de maintenir, dans la partie du système si- tuée en amont de ce clapet 3, la vapeur saturée sous une pression prédéterminée nécessaire pour obtenir une tem- pérature suffisante pour la stérilisation du système. L'évacuation intermittente du condensat de vapeur du cla- pet 3 par l'intermédiaire de la sortie 6 permet à cette vapeur de circuler de manière constante dans le système, du conduit d'alimentation en vapeur jusqu'à la buse de remplissage Ainsi, le système peut être stérilisé Dar 2545787. la vapeur à la température souhaitée pendant la durée de stérilisation nécessaire. Après l'achèvement de la stérilisation de l'in- térieur du système, comme décrit ci-avant, les boulons 4 sont desserrés de telle sorte que le récepteur 2 puis- se être abaissé de la buse 1 juqu'au convoyeur à chaîne 9, lequel est alors actionné pour acheminer ledit récep- teur 2 à l'extérieur de la chambre de remplissage Dans ce cas, il n'existe aucune possibilité de contamination bactérienne de l'extrémité de la buse 1 et de son espa- ce interne, pas plus que d'une suppression de la condi- tion stérile de l'espace interne de l'élément de rem- plissage, du fait que le démontage et l'acheminement du récepteur peuvent être assurés sans aucune interven- tion manuelle. De surcroît, un dispositif d'étanchéité installé en aval de l'élément de remplissage n'est pas en action pendant l'acheminement du récepteur 2, si bien qu'il est possible d'acheminer ce récepteur 2 hors de la cham- bre de remplissage sans aucun dommage causé audit récep- teur 2 et que, inversement, l'élément de remplissage n'est pas détérioré par ledit récepteur 2. Après que le récepteur 2 a été enlevé de la buse de remplissage 1, il est nécessaire de dégager les bou- lons de fixation 4 des orifices de la plaque fixe 8, parce que ces boulons 4 gênent les conteneurs introduits lors de l'opération consécutive de remplissage Dans ce cas, il est possible d'empêcher une pénétration de bac- téries ou corps analogues dans la chambre de remplissage par les orifices, en introduisant dans ladite chambre de l'air stérile, un gaz inerte ou une vapeur surchauf- fée,-afin de maintenir ladite chambre de remplissage à une pression positive sensiblement supérieure à la pres- sion atmosphérique, ce qui permet d'y maintenir la con- dition stérile Il est préférable d'obturer les orifices prévus dans la plaque supérieure 8 par n'importe quel moyen approprié après l'enlèvement des boulons 4. -Bien que la stérilisation à chaud du système par la vapeur saturée ait été décrite en se référant à la fi- gure 1, il est possible d'utiliser, pour stériliser le système, de l'eau chaude délivrée par un radiateur de stérilisation Dans ce cas, le clapet de vapeur 3 illus- tré sur la figure 1 est remplacé par un orifice, par une valve d'étranglement, une valve à pointeau ou un organe analogue Le condensat de vapeur ou de l'eau chaude est déchargé de la chambre de remplissage en raccordant un tube ou organe analogue à la sortie 6, notamment lors- qu'il est inopportun de décharger ce condensat de vapeur ou cette eau chaude dans ladite chambre de remplissage. L'acheminement du récepteur formant un élément constitutif du dispositif de contre-pression selon l'in- vention peut être assuré par n'importe quel mécanisme de convoyage approprié autre que le convoyeur à chaîne décrit dans la forme de réalisation qui précède Dans le cas o il est malaisé de convoyer le récepteur le long du trajet d'acheminement des conteneurs de produit, le convoyeur à chaîne peut être entraîné en sens inverse pour acheminer ledit récepteur à travers le côté sortie de la chambre de remplissage jusqu'à sa position direc- tement sous-jacente à la buse de remplissage, dans une direction opposée à la direction d'acheminement des con- teneurs de produit. A la place des boulons engagés par vissage dans les trous taraudés de la collerette du récepteur, comme l'illustrent les dessins, il est possible d'utiliser n'importe quel mécanisme élévateur approprié pour soule- ver le récepteur du convoyeur à chaîne vers la buse de remplissage afin de le raccorder à celle-ci. La figure 2 des dessins illustre un capuchon se présentant sous la forme d'une plaque 13 en acier inoxy- 2545737 dable dans laquelle sont ménagés des trous taraudés 12 destinés à recevoir par vissage les boulons 4 Cette plaque 13 est également percé d'un orifice central 10 constituant un limiteur de débit, et une garniture d'é- tanchéité 11 est ajustée dans une gorge annulaire élabo- rée dans la surface supérieure de ladite plaque 13 Cet- te garniture 11 sert à maintenir l'étanchéité entre l'ex- trémité de la buse de remplissage 1 et la plaque 13 lors- que cette dernière est reliée à ladite buse 1 par vissage des boulons 4 dans les trous taraudés 12 de ladite pla- que 13. Il est prévu un élévateur 14 pouvant être m ver- ticalement à travers le convoyeur à chaîne 9 Avant d'é- tablir la liaison entre la buse de remplissage 1 et la plaque 3, cette plaque 13 est soulevée par l'élévateur 14 vers ladite buse 1 jusqu'à une position dans laquelle les boulons sont initialement engagés dans les trous ta- raudés 12 de la plaque 13. La figure 3 montre une autre forme de réalisation du dispositif de contre-pression dans laquelle le capu- chon se présente sous la forme d'un récepteur 2 semblable à celui de la première forme de réalisation décrite en référence à la figure 1 des dessins, à cette différence près que ledit récepteur 2 est mis en contact avec la plaque fixe 8 de manière à entourer la buse de remplissa- ge 1 Un élévateur 14, identique à celui représenté sur la figure 2, est prévu pour soulever le récepteur 2 du convoyeur àchaîne 9 vers la plaque fixe 8 Des garnitures en résine synthétique, en caoutchouc ou en matériaux ana- logues sont intercalées entre la périphérie de la buse de remplissage 1 et la plaque fixe 8, ainsi qu'entre l'ex- trémité supérieure du récepteur 2 et la surface inférieu- re de ladite plaque fixe 8, respectivement, afin d'empê- cher une quelconque fuite du fluide de chauffage entre ces éléments. il Le récepteur peut être fabriqué en n'importe quel matériau approprié, comme de l'acier inoxydable, de la céramique, une résine synthétique ou substance analogue, qui puisse résister au processus de stérilisation à chaud du système. A la lumière de ce qui précède, on peut remarquer que, en reliant à la buse de remplissage le capuchon do té du moyen limiteur de débit, le fluide de chauffage tel que de l'eau chaude ou de la vapeur contenu dans le sys- tème peut être maintenu sous pression, afin qu'il puisse stériliser à chaud l'espace interne du système à la tem- pérature élevée précitée, sans aucune stagnation de ce fluide de chauffage dans ledit système Il convient éga- lement de noter que le capuchon est d'une réalisation simple et compacte, et qu'il peut être relié amoviblement à la buse de remplissage sans aucune contamination de cette buse par des micro-organismes, ni aucune affecta- * tion de la condition stérile régnant à l'intérieur du système. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 2545787. REVENDICATIONS 1 Dispositif de contre-pression utilisé dans un système de conditionnement et de remplissage en milieu stérile, caractérisé par le fait qu'il comprend une buse de remplissage ( 1), un capuchon ( 2, 13) situé en regard de ladite buse ( 1) pour recevoir un fluide de chauffage provenant de ladite buse et traversant le système, des moyens pour soulever ledit capuchon ( 2, 13) en direction de ladite buse, un moyen ( 5, 11) pour établir une liai- son hermétique entre ladite buse de remplissage ( 1) et ledit capuchon ( 2, 13) ainsi qu'un moyen ( 2 c, 3, 6) in- corporé dans ledit capuchon ( 2) afin d'évacuer le fluide de chauffage du système tout en maintenant ce fluide de chauffage sous pression dans ledit système en amont dudit capuchon ( 2, 13). 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le capuchon se présente sous la forme d'un récepteur ( 2), le moyen d'évacuation consis- tant en un clapet de vapeur ( 3) communiquant avec la bu- se ( 1). 3 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le moyen d'évacuation consiste en un orifice 10) ménagé dans le capuchon ( 13).