Brevet FR2613690A1 — publié le 19881014

"Procédé et dispositif pour stériliser des produits ou fluides disposés dans des contenants en matériau diélectrique". La stérilisation des produits ou fluides disposés dans un contenant, étanche au gaz, est de plus en plus soumise à des contraintes de rapidité éliminant les procédés traditionnels de pasteurisation, en général longs, au profit de procédés mettant en oeuvre des champs électromagnétiques ou des rayonnements divers, plus rapides mais exigeant un investissement important et entrainant des contraintes supplémentaires pour assurer la sécurité du personnel. La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de stériliser les produits ou fluides non isolants disposés dans des contenants en matériau diélectrique, c'est à dire isolant, procédé qui soit rapide, nécessite peu d'investissement et soit sans danger pour le personnel. Ce procédé consiste à soumettre au moins la partie du récipient contenant de l'air, enfermé dans le récipient avec le contenu de ce dernier, dans un champ électrique à haute tension et à fréquence élevée pour générer à l'intérieur du récipient des effluves électriques bactéricides et productrices d'ozone stérilisatrice. Lors du passage du récipient isolant dans le champ électrique à haute tension et fréquence élevée, le courant ne circule pas sur le récipient mais traverse celui-ci en formant, dans la partie exposée, des effluves visibles jusqu'à transformation de l'oxygène en ozone. I1 en résulte que les bactéries situées dans le champ électrique sont détruites et que celles restant dans le contenu et non détruites le sont par la suite par l'action stérilisatrice de l'ozone formée dans le récipient. Dans une forme de réalisation, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend des moyens pour déplacer les récipients, deux électrodes espacées disposées de part et d'autre de la trajectoire de défilement des récipients et reliées chacune à l'une des bornes d'un générateur de courant à haute tension et fréquence élevée, et des moyens pour régler la vitesse de défilement des récipients entre les électrodes.Ce dispositif met en oeuvre des moyens simples, d'application bien connue, sans danger pour le personnel, et assurant une stérilisation efficace. La durée de stérilisation peut 2613 6 90 être ajustée en fonction des produits et des besoins, par réglage de la vitesse de défilement des récipients entre les deux électrodes et de la puissance du générateur à haute fréquence. Dans une autre forme de réalisation visant la stérilisation d'un fluide apte à circuler dans une conduite, le dispositif comprend, d'une part, un caisson en matériau isolant et étanche qui, raccordé aux tronçons d'arrivée et de départ de la conduite, délimite entre sa paroi supérieure et le niveau supérieur du fluide, une chambre étanche contenant de l'air, et, d'autre part, deux électrodes opposées disposées à l'extérieur du caisson, au dessus de sa face externe supérieure et au dessous de sa face externe inférieure, parallèlement au niveau supérieur du fluide, et reliées chacune aux bornes d'un générateur de courant à haute tension et fréquence élevée avec moyens de réglage de sa puissance. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples non limitatifs des formes d'exécution du dispositif pour sa mise en oeuvre. Figure 1 est une vue générale de côté en élévation d'une première forme d'exécution du dispositif, Figures 2 et 3 sont des vues, respectivement, de côté et de face en élévation montrant l'application du dispositif de figure 1 à la stérilisation du contenu de récipients prismatiques, Figure 4 est une vue similaire à la figure 3 montrant le dispositif pour la stérilisation de récipients cylindriques, Figure 5 est une vue similaire à la figure 3 montrant l'application du dispositif à la stérilisation de bocaux fermés par des capsules métalliques, Figure 6 est une vue de côté en coupe transversale montrant l'application du dispositif à la stérilisation de la partie supérieure d'un récipient, Figure 7 est une vue de côté en coupe longitudinale montrant le dispositif lorsqu'il est utilisé pour la stérilisation de produits alimentaires conditionnés dans un emballage synthétique. Figure 8 est une vue de côté en coupe transversale d'une autre forme d'exécution du dispositif. Le dispositif, selon l'invention, comprend des moyerns 2, destinés à déplacer des récipients 3 pour les amener dans une enceinte de traitement 4, deux électrodes 5 et 6 reliées à un générateur 7 de courant à haute tension et à fréquence élevée. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 1, l'électrode inférieure est constituée par la courroie conductrice 6a d'un tapis transporteur. Cette courroie passe sur une poulie de renvoi B dont l'arbre 9 est relié, par un conducteur 10, à l'une des bornes du générateur 7. L'électrode supérieure 5 est constituée par une plaque métallique en matériau conducteur de l'électricité tel qu'en acier inoxydable. Elle est reliée par un conducteur 12 à l'autre borne du générateur 7. Ainsi, chaque récipient 3, déplacé dans le sens de la flèche 11, est soumis dans l'enceinte de traitement 4 à un champ électrique. Ce récipient étant réalisé en matériau diélectrique, c'est à dire en verre ou en matériaux synthétiques, le champ électrique traverse verticalement sa matière constitutive et son contenu, qui se trouve ainsi stérilisé. Pour obtenir ces résultats, il est nécessaire que le générateur qui alimente les électrodes produise un courant réglable en marche sur une plage de tension comprise entre 10 et 20 000 volts, et avec une fréquence de 3000 hertz pour adapter la puissance fournie aux caractéristiques du produit et au niveau de stérilisation recherché. I1 est évident que la tension d'alimentation des électrodes dépend du traitement recherché et des caractéristiques physiques du récipient et de son contenu. Ce dispositif peut être utilisé pour stériliser le contenu de récipients de toutes formes. Figures 2 et 3 montrent que pour stériliser le contenu de récipients en forme de bouteille 15 de section transversale prismatique et notamment carrée, les récipients sont couchés sur le tapis 6a du convoyeur. Cette disposition, favorable à la stabilité du récipient en déplacement, évite également tout amorçage d'arc entre les moyens de fermeture 16 du récipient et l'une ou l'autre des électrodes 5 ou 6. Lorsque le récipient est couché, l'air contenu dans celui-ci vient en partie supérieure, comme montré en 17 à la figure 2, et reste donc à proximité immédiate de l'électrode 5. Ainsi, le champ électrique traversant le récipient 15 crée, dans la pellicule d'air 17, des effluves qui décomposent en ozone l'oxygène de celle-ci. De la 2613 6 90 sorte, en fin de traitement, non seulement le contenu du récipient est stérilisé mais aussi le gaz emprisonné dans le récipient avec son contenu. De plus, la transformation de l'oxygène de l'air en ozone, connue pour ses facultés stérilisatrices, garantit la longévité de la stérilisation. La figure 4 montre que, pour un récipient cylindrique, l'électrode supérieure 5a est cintrée en forme de tuile tandis que le tapis transporteur 6a comporte une gorge de positionnement 18. La figure 5 montre la stérilisation de produits en pots 19, obturés par un bouchon métallique 20. Pour éviter tout amorçage d'arc entre le bouchon 20 et l'électrode 5 par rapport à laquelle il se déplace, amorçage favrorisé par les saillies du bouchon ou pour les salissures portées par ce dernier, le récipient 19 est retourné de manière que le bouchon 20 repose sur la courroie 6a et que sa base soit en vis à vis de l'électrode 5. La figure 6 montre l'application du procédé selon l'invention à la stérilisation de l'air contenu dans le col d'un récipient en verre 22. Dans ces conditions, les électrodes 5b-6b sont constituées par des plaques verticales, parallèles et espacées, disposées de part et d'autre de la trajectoire du col 22a du récipient posé sur une courroie transporteuse isolante 23. Ainsi, le champ électrique n'assure que la stérilisation de l'air 24 contenue dans le col du récipient. Les électrodes sont bien entendu séparées par un espace au moins égal à l'épaisseur de la partie du récipient passant entre elles. La figure 7 montre que ce procédé peut être utilisé pour stériliser des produits alimentaires divers, tel qu'un morceau de viande 25 disposé dans un emballage souple 26 en matière synthétique fermé de manière étanche en 27. Ce produit alimentaire, qui peut également être constitué par un plat pré-cuisiné disposé dans une barquette en matière isolante obturée par une feuille en matière synthétique isolante, est amené, par une courroie conductrice 6a constituant l'électrode inférieure, au dessous d'une électrode supérieure 5. L'électrode 5 peut être en contact avec le récipient ou sans contact avec lui. Dans ce dernier cas, la faible distance d de l'ordre de 1 à 4 mm permet de traiter par effet CORONA la surface en vis à vis par exemple pour améliorer l'accrochage sur cette face d'impressions ultérieures, suivant la technique, connue, appliquée aux récipients en matière synthétique. Aux figures 1 à 7, l'électrode 5 est représentée comme étant constituée d'une seule pièce métallique mais elle peut aussi être associée à une plaque en matériau diélectrique interposée entre elle et les récipients à traiter afin d'assurer une meilleure répartition du champ électrique sur le récipient et éviter tout amorçage entre elle et ce récipient et toute formation d'arcs entre électrodes. Le procédé, selon l'invention, peut être utilisé pour traiter tout récipient réalisé dans un matériau diélectrique, ledit récipient contenant tout produit ou liquide conducteur ayant une impédance inférieure à celle de l'air. I1 peut donc être appliqué à la stérilisation d'eau en bouteille, de confitures, de pâtés, de plats cuisinés, de tranches de viande, de jambon et tous autres produits pour la consommation humaine ou animale ou à usage médical conditionnés dans des récipients étanches à l'air et en matériau diélectrique. La figure 8 représente une forme d'exécution du dispositif pour le traitement d'un fluide, véhiculé par une conduite et ayant une impédance inférieure à l'air.. Un caisson 28 en matériau isolant et étanche, tel qu'en verre, quartz, granit, est interposé entre les deux tronçons 29a-29b de la conduite. De section transversale rectangulaire, ce caisson a une hauteur intérieure h supérieure à un diamètre intérieur D des tronçons 29a-29b de manière à délimiter, entre le niveau supérieur N du fluide et sa paroi supérieure 28a, une chambre 32. Cette dernière communique avec une canalisation 33 d'arrivée d'air sous pression et avec une canalisation de sortie d'air 34 munie d'un robinet 35. Le fonctionnement de ce robinet 35 est sous la dépendance d'un détecteur 36 du niveau de fluide dans le caisson 28. La pression d'arrivée d'air est toujours supérieure, d'au moins un bar à la pression du fluide dans le caisson 28. Le maintien de la hauteur e de la chambre 32 a une valeur de l'ordre de quelques millimètres, malgré les variations de débit ou de pression dans la 2613 6 9 0 conduite, est assuré par l'ouverture ou la fermeture du robinet 35. Ainsi par exemple, si la pression d'air dans la chambre 32 diminue, ce qui entraine une élévation du niveau N dans le caisson 28, le détecteur 36 commande la fermeture du robinet 35. Il en résulte que la pression dans la chambre 32 revient progressivement à la valeur de la pression d'admission de l'air et provoque un abaissement du niveau N. A l'inverse, si ce niveau N s'abaisse trop, le détecteur 36 commande l'ouverture du robinet 35 pour créer une fuite abaissant la pression dans la chambre 32 et permettant l'élévation du niveau de fluide. Cet agencement permet donc d'ajuster le niveau N à une valeur déterminée pour former entre ce niveau et la paroi supérieure 28a du caisson 28 une couche d'air d'épaisseur e suffisante pour obtenir un bon effluvage. Ce dispositif comprend également deux électrodes 37 et 38 disposées à l'extérieur du caisson, au dessus de sa paroi supérieure 28a et au dessous de celle inférieure 28b. Dans la forme d'exécution représentée, les deux électrodes sont plaquées contre les faces externes des parois mais elles peuvent également en être espacées pourvu qu'elles soient au moins sensiblement parallèles au niveau du fluide N pour obtenir des effluves régulières. Ces électrodes 37 et 38 sont raccordées à un générateur de courant à haute tension et fréquence élevée de type rotatif dont l'excitation est commandée par des moyens de régulation 39 sous la dépendance d'un débitmètre 40. Ainsi, en l'absence de toute circulation de fluide dans le caisson, l'excitation du générateur est interrompue et les électrodes 37 et 38 ne sont plus alimentées. A l'inverse, dès que le fluide circule dans le caisson, le générateur alimente les électrodes 37 et 38. Le champ électrique à haute tension et fréquence élevée génère, grâce aux parois diélectriques du caisson et à la couche d'air de la chambre 32, des effluves qui se répartissent à la surface du fluide et traversent ce dernier. Comme dans les autres formes d'exécution, ces effluves, d'une part, décomposent l'oxygène de l'air en ozone et d'autre part détruisent les bactéries du fluide en mouvement, assurant ainsi une double action stérilisatrice. I1 faut noter que pour éviter tout arrêt de l'effluvage consécutif à la perte de conductibilité du gaz dans la 2613 6 90 chambre 32, provenant de la transformation de l'air en ozone, le robinet 35 est légèrement ouvert pour laisser échapper un débit de fuite inférieur au débit d'admission de l'air et permettant le renouvellement de l'air dans cette chambre 32. Un tel dispositif peut être utilisé pour stériliser tout liquide conducteur véhiculé dans une conduite et par exemple, de l'eau pour l'alimentation humaine ou animale. REVENDICATIONS 1. Procédé pour stériliser des produits ou fluides contenus dans des récipients en matériau diélectrique caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre, au moins la partie du récipient contenant l'air, enfermé dans le récipient avec le contenu de ce dernier, à un champ électrique à haute tension et à fréquence élevée pour générer à l'intérieur du récipient des effluves électriques bactéricides et productrices d'ozone stérilisatrice. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le courant engendrant le champ électrique a une tension comprise entre 10000 et 25000 volts et une fréquence de l'ordre de 3000 hertz. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (2) pour déplacer les récipients, deux électrodes (5-6) espacées, disposées de part et d'autre de la trajectoire de défilement des récipients (3) et reliées chacune aux bornes d'un générateur (7) de courant à haute tension et fréquence élevée et des moyens (8) pour régler la vitesse de défilement des récipients entre les électrodes. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'une des électrodes est constituée par la bande transporteuse (6a)- des récipients, bande réalisée en matériau conducteur d'électricité, tandis que l'autre électrode (5) est constituée par une plaque supérieure en matériau conducteur d'électricité, et disposée au dessus de la bande (6a) précitée. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux électrodes (5b-6b) sont composées de deux plaques verticales, parallèles et espacées, en matériau conducteur d'électricité, disposées au dessus des moyens de transport (23) des récipients (22), séparées par un intervalle au moins égal à l'épaisseur de la partie du récipient devant passer entre elles. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et caractérisé en ce que, au moins l'une des plaques (5-6) constituant électrode, comporte, contre sa face faisant vis à vis à l'autre électrode, une plaque en matériau diélectrique. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comprend, dans le cas de son application à la stérilisation d'un liquide apte à 2613 6 90 circuler dans une conduite, d'une part, un caisson (28) en matériau isolant et étanche qui, raccordé aux tronçons d"arrivée '29a} et de départ (29b) de la conduite, délimite entre sa paroi supérieure (28a) et le niveau supérieur (N) du fluide, une chambre étanche (32v contenant de l'air et, d'autre part, deux électrodes opposées (37-38) disposées à l'extérieur du caisson (28) au dessus de sa face externe supérieure et au dessous de sa face externe inférieure, parallèlement au niveau supérieur du fluide, et reliées chacune aux bornes d'un générateur (7) de courant à haute tension et fréquence élevée avec moyens (39-40) de réglage de sa puissance. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la chambre étanche (32) du caisson (28) est raccordée, d'une part, à une canalisation (33) d'amenée d'air sous pression et d'autre part, à une canalisation (34) de sortie d'air munie d'un robinet (35) dont l'ouverture est commandée par un détecteur (36) du niveau d'eau dans le caisson. 9. Dispositif selon l'une queleoqnue des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que le caisson (28) a une section transversale rectangulaire et une hauteur intérieure supérieure au diamètre intérieur des tronçons de conduite (29a-29b) auxquels il est raccordé. 10. Dispositif selon la revendication 7 et l'une quelconque des revendications 8 et 9 caractérisé en ce que l'excitation du générateur (7) est commandée par des moyens de régulation (39) sous la dépendance d'un débitmètre (40) mesurant le débit dans l'un des tronçons de conduite.