Brevet FR2613321A1 — publié le 19881007

DESCPJIPTION La présente invention concerne une installation d'inertage d'embrallages étanches pour produits alimentaires. Les produits alirentaires, notamment liquides ou pâteux avec l'air ambiant sont soumis à de ncmbreux risques d'altérations biochimiques ou microbiologiques qui se traduisent par des brunissements, des pertes de saveur, voire de vitamines, des goûts désagréables. Les risques de dégradation de ces produits, correctement maitrisés lors des fabrications, restent très inmportants lors du stockage après conditionnement. Afin de les réduire, et d'augmenter la durée de conservation, il est indispensable de diminuer la teneur en oxygène du volume gazeux des emballages: sur des emballages vides afin de limiter la réoxygénation du produit lors du remplissage et/ou sur des emballages remplis afin d'éviter la présence d'oxygène gazeux à la surface du produit. Les techniques et matériels permettant de diminuer la teneur en oxygene gazeux d'emballages étanches de produits liquides, pâteux ou solides, défilant sur une chaine de conditionnement sont ncobreuLx. La mise sous vide, avec ou sans campensation gazeuse est très efficace pour le conditionnement de produits solides, elle devient difficile à mettre en oeuvre sur des produits liquides ou pâteux car la valeur du vide rmis en oeuvre reste limitée par les risques d'aspiration du produit. Cette technique n'est pas utilisable pour de fortes cadences d'emballages, elle met en oeuvre un matériel coûteux et reste difficile à intégrer sur une chaine de conditionnement de produits liquides ou pâteux. On a proposé le balayage gazeux simple. Dans ce cas, l'oxygène de l'emballage est purgé par une injection de gaz inerte; des teneurs résiduelles en oxygène gazeux inférieures à 2 % sont difficiles à atteindre, la purge étant souvent effectuée dans une atmosphère ambiante d'air. Selon une autre technique on met en oeuvre la désorption de gaz dissous, et l'inertage du ciel gazeux d'emballages peut être effectué par purge de l'oxygène avec un gaz inerte préalablement dissous dans le liquide. C'est le cas par exemple de boissons carbonatées telle la bière o la désorption du Co2, obtenue par injection d'eau chaude en surface du liquide, entraine un mcussage et un inertage du ciel gazeux de l'emballage. L'inconvénient de cette technique est constitué par la création d'une mousse qui peut géner la fermeture de l'embailage et 2 26 1 331 I entrainer des pertes non négligeables par débordement du liquide (1 à 2 % en moyenne). En outre, la teneur en oxygène des emballages étanches de produits alimentaires peut être diminuée par l'injection d'un fluide cryogénique. Selon cette technique, après injection du fluide cryogénique, -essentiellement de l'azote ou de l'anhydride carbonique- l'inertage de l'emballage est obtenu par vaporisation du fluide et purge de l'oxygène par le gaz inerte généré. L'efficacité de l'inertage de tels systèmes sur des chaînes de conditionnement à fortes cadences reste imparfaite, les teneurs moyennes en oxygène résiduel des emballages étant très variables, et, en moyenne, supérieures à 2 %. Afin d'éviter la dégradation de certains produits alimentaires, notarmment liquides ou pâteux, il est indispensable d'abaisser la teneur en oxygène de l'air en contact avec ces produits à des valeurs inférieures à 2 %. Dans le cadre de la conservation des produits alimentaires, il a été recherché un matériel d'inertage facilement adaptable sur une chaine de conditionnement, permettant d'assurer un remplissage des emballages et/ou un stockage du produit conditionné dans un ciel gazeux à moins de 2 % d'oxygène. Selon l'invention, il est proposé un matériel d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires liquides, pâteux ou solides, adaptable sur une chaîne de conditionnement avant, après ou avant et après le poste de remplissage, associant plusieurs dispositions techniques. Ce matériel est constitué par un mini tunnel d'inertage comprenant un capot recouvrant la partie supérieure desdits emballages, adapté au plus près du profil des emballages de manière à ce que le défilement de ceux-ci soit libre à l'intérieur du mini-tunnel d' inertage, le dit tunnel d'inertage comportant une rampe de purge de l'oxygène des emballages, de longueur maximale par rapport au capot du tunnel d'inertage, fixée à sa partie supérieure et formée par une canalisation d'alimentation de gaz d'inertage et une pluralité d'injecteurs placés immédiatement au-dessus des emballages; et cromportant également une rampe d'inertage génératrice d'un flux continu de gaz d'inertage dans le mini-tunnel, de longueur égale au capot du mini-tunnel fixée sur sa partie latérale supérieure. Le mini-tunnel d'inertage, de forre linéaire ou en arc de cercle, épouse le profil des emballages avec une section de passage à peine supérieure à 1a section transversale externe de ceux-ci. En fonction des dimensions de l'emballage, la hauteur du capot du mini-tunnel est inférieure ou au plus égale à deux fois la hauteur des emballages, et il est placé de préférence au-dessus de la partie supérieure des emballages et recouvrant un tiers de leur hauteur. La section d'entrée du mini-tunnel d'inertage est calculée de manière telle qu'elle soit minimale. Selon une variante avantageuse, en amont de la ranpe de purge, le minitunnel d'inertage des emballages, cormporte à sa partie supérieure un dispositif d'injection de gaz inertage, dirigé de haut en bas, formant un rideau gazeux couvrant la totalité de la section du mini-tunnel d'inertage. Ce dispositif est mis en place afin de limiter les entrées d'air dans le mini-tunnel d'inertage, dues au flux de défilement des emballages. Ce moyen d ' injection de gaz inertage placé perpendiculairement au flux de défilemrent des emballages ou en oblique par rapport à celui-ci, de préférence à 45 , forme un rideau gazeux inerte vertical ou oblique, couvrant la section d'entrée du mini-tunnel d'inertage. Ce dispositif de formation d 'un rideau gazeux, par exemple peut être constitué par une buse à jet plat. Le mini-tunnel d'inertage est muni d'un dispositif, constitué par une rampe de purge de l'oxygène des erballages. Cette rampe de purge forméne par une canalisation d'alimentation de gaz d'inertage et plusieurs injecteurs au-dessus des emballages, de longueur maximale par rapport au capot du mini-tunnel est fixée sur sa partie supérieure. Les injecteurs sont de préférence cylindriques, verticaux, dirigés vers le bas et placés à quelques millii-.tres de la surface des erballages, une distance ccmprise entre 3 et 5 millimetres est tout à fait satisfaisante. En outre, la rampe de purge comporte entre 1 et 10 injecteurs par entraxe d ' embailages. De plus, le mini-tunnel d ' inertage comporte un réseau de distribution gazeuse constitué par une rampe d'inertage, génératrice d'un flux continu de gaz d'inertage permettant de purger le capot du mini-tunnel, de l'oxygène sortant des emballages. Cette rampe de longueur égale à celle du capot, est fixée sur sa partie latérale supérieure; et 1' injection gazeuse s'effectue à travers une section parallélépipédique 4 26 13.32 1 de longueur égale à celle du capot et la hauteur minimale pouvant être de 2 millimètres, une hauteur de 5 millimètres à 10 millimètres étant tout à fait satisfaisante. Des lamelles verticales placées à l'intérieur de la rampe latérale d'inertage, régulièrement espacées, par exemple de l'ordre de 0,5 à 10 centimètres assurent le partage du débit d'inertage en plusieurs flux gazeux. Ces flux ainsi canalisés améliorent l'efficacité d'inertage en limitant les entrainements et les phénomènes de mélanges gazeux sous le mini-tunnel d'inertage. L'installation d'inertage peut être placée avant, après, ou de part et d'autre du poste de remplissage des emballages. Selon la solution technique proposée, l'oxygène des emballages de la chaine de conditionnement est purgé par injection d'un gaz d'inertage à l'intérieur de ceux-ci, en assurant une atmosphère ambiante inerte autour des emballages; celle-ci étant obtenue en isolant les ermballages par le rmini-tunnel d'inertage, en limitant les entrées d'air dues au flux de défilement des bouteilles et emballages par un rideau gazeux et en chassant l'air purgé des emballages par un réseau de distribution gazeuse. Le matériel d'inertage d'emballages étanches selon l'invention présente une grande souplesse d'utilisation, associée à de ncmbreux avantages. Sa mise en oeuvre permet d'atteindre une teneur en oxygène des emballages remplis après inertage inférieure ou égale à 2 %, voire de l'ordre de 0,5 %. Le matériel proposé selon l'invention donnent la possibilité de traiter des volumes gazeux variables de quelques millilitres à plusieurs litres. Il permet également de maintenir les cadences des chaines de conditionnement, celles-ci pouvant atteindre jusqu'à 60.000 emballages par heure. En outre, le matériel selon l'invention permet de réduire les temps d'inertage imposés par les systèmes de conditionnement à quelques dixièmes de seconde. La technique d'inertage d'emballages mise en oeuvre à partir du matériel selon l'invention est applicable à la conservation de tout produit liquide, pâteux, solide ou pulvérulent conditionné en emballage étanche, tel que bière, vins, jus de fruits, produits laitiers, huiles et dérivés, produits lipidiques, produits pharmaceutiques et biologiques, pulvérulents et graines. L'ensemble de l'installation de conditionnemènt et d'inertage est représentée sur la figure 1 du dessin annexe. Le flux d'emballages vides circulant sur une bande transporteuse (1) est introduit à l'intérieur du mini-tunnel d'inertage linéaire (2), les emballages vides purges sont envoyés par l'inte rx diaire d'une étoile de transfert (3) au poste de remplissage (4), les emballages remplis sont ensuite introduits dans le mini-tunnel semi-circulaire d'inertage (5) et les emballages remplis et inertés sont acheminés vers le poste de bouchage (6) puis dirigés vers le stockage (7). La figure 2 du dessin annexé donne une vue en coupe transversale de l'ensemble du mini-tunnel d'inertage constitué par le capot (9) recouvrant la partie supérieure de l'emballage. La rampe de purge (8) de l'oxygène des emballages fixée sur la partie supérieure du capot du mini-tunnel (9) est formée par un tube d'alimentation (10) de gaz d'inertage et de tubes d'injection (11) verticaux places à quelques millimètres de la surface des emballages. La rampe d'inertage (17) du mini tunnel est fixée sur la partie latérale supérieure du capot (9) alimentée par les tubes d'injection (14) le gaz traversant la rampe (17) et étant réparti en plusieurs flux par les lamelles (16). La figure 3 du dessin annexé donne une vue de profil de la rampe de purge des emballages et du moyen d'injection de gaz d'inertage à l'entrée du mini-tunnel d'isolation. Camme précedemment sur la figure 2, la rampe de purge de l'oxygène des emballages (8) partiellement représentée, fixée sur la partie supérieure du capot du mini-tunnel d'isolation (9) est formée par un tube d'alimentation (10) de gaz d'inertage et plusieurs tubes cylindriques d'injection (11) verticaux dirigés vers le bas, placés à quelques millimètres de la surface des emballages. Sur la partie supérieure (9) du capot du mini-tunnel d'isolation, en amont de la rampe de purge (8), est fixé le dispositif d'injection de gaz d'inertage (12) sous forme de rideau gazeux oblique couvrant la section d'entrée du mini-tunnel d'inertage. Z615zl Les figures 4, 5 et 6 donnent respectivement une vrue d'une rampe d'inertage linéaire et d'une rampe circulaire vue de face et vue de dessus, toutes deux munies de lamelles verticales assurant le partage du débit d'inertage en plusieurs flux gazeux. L'injection gazeuse circulant dans la rana (13) distribuée par l'intermédiaire des tubes d'injection (14) s'effectue à travers la section parallélépipédique (15) et elle est séparée en plusieurs flux gazeux par les lamelles verticales (16) placées à l'intérieur de la rampe d'inertage (17). Il est donné ci-après, à titre non limitatif un exemple de réalisation. Exenple. Il a été réalisé selon l'invention un mini-tunnel d'isolation d'une longueur de 1,15 mètre, largeur 0,115 m, hauteur 0,07 m, dont la partie supérieure est en matériau plastique transparent. La rampe de purge, fixée sur la partie supérieure du capot du mini-tunnel de 1 mètre de longueur, est munie de 26 tubes injecteurs de dianmtre 6/8 millimètres. La section d'entrée du mini-tunnel d'isolation est équipée d'une buse à jet plat, de largeur de jet 0,2 millimnètre. Le mini-tunnel d'inertage semi-circulaire est équipé d'une rampe d'inertage de 1,15 mètre de long, hauteur 0,01 m. Ce matériel est mnis en oeuvre en vue de l'inertage de bouteilles de bière avant remplissage. La machine de conditionnement véhicule des bouteilles en verre, dont le volume à purger est de 0,66 litres à une cadence de 25.000 bouteilles heure, avec une vitesse linéaire de 0,45 ms- Les bouteilles sont soumises à des traitements gazeux par 3 -1 l'interrédiaire de la rampe de purge avec un débit d'azote de 130 m3h, de la rampe d'inertage avec un débit d'azote de 40 m3h-1, et du rideau gazeux inerte avec un débit d'azote de 10 m h-. Pour un débit d'azote de 180 m3h-1, la teneur en oxygène gazeux résiduel dans les emballages vides est de 1,4 %. - 6 13321 REVErDICATIONS 1. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires liquides, pâteux ou solides, adaptable sur une chaîne de conditionnement, caractérisée en ce que cette installation est constituée par un mini-tunnel d'inertage (2,5) crmprenant un capot (9) recouvrant la partie stpérieure desdits emballages, adapté au plus près du profil des emballages de manière à ce que le défilement de ceux-ci soit libre à l'intérieur du mini-tunnel d'inertage (2,5), le dit mini- tunnel comportant une rampe de purge (8) de l'oxygène des emballages, de longueur maximale par rapport au capot (9) du tunnel d'inertage, fixée à sa partie supérieure et formée par une canalisation d'alirnntation de gaz (10) et une pluralité d'injecteurs places imnndiatement au-dessus des emballages; et une rampe d'inertage (17) génératrice d'un flux continu de gaz d'inertage dans le mini-tunnel, de longueur égale au capot (9) du mini-tunnel, fixée sur sa partie latérale supérieure. 2. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en amrnt de la rampe de purge (8), le mini-tunnel d'inertage (2,5) des emballages cornporte à sa partie supérieure un dispositif d'injection (12) de gaz d'inertaae dirigé de haut en bas, couvrant la totalité de la section d'entrée du mini-tunnel d' inertage. 3. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif d'injection (12) de gaz d'inertage couvrant la totalité de la section d'entrée du mini-tunnel d'isolation dirigé de haut en bas est placé perpendiculairement au flux de défilement des emballages vides ou en oblique par rapport à celui-ci de préférence à 45 . 4. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires selon les revendications 2 ou 3, caractérisée en ce cue le dispositif d'injection (12) de gaz inerte couvrant la totalité de la section d'entrée du mini-tunnel d'isolation est constitué par une buse à jet plat. 5. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires, caractérisée en ce que le mini-tunn.el d'inertage (2,5) de forme linéaire ou en arc de cercle, est placé avant (2), après (5) ou de part et d'autre (2,5) du poste de remplissage des emballages (4). 6. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires, caractérisée en ce qu'en fonction des dimensions de l'emballage, la hauteur du capot du mini-tunnel est inférieure ou égale au plus à deux fois la hauteur des emballages. 7. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rampe de purge (8) comporte de 1 à 10 tubes d'injection par entraxe d'emballages, les dits tubes d'injection étant cylindriques, verticaux, dirigés vers le bas et placés à quelques millimètres de la surface des emballages. 8. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits alimentaires selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rampe d'inertage (17) du mini-tunnel comnporte une section parallélépipédique (15) de longueur égale à celle du capot du tunnel et de hauteur minimale de 2 millimètres. 9. Installation d'inertace d'emballages étanches pour produits alimentaires selon la revendication 1 ou 8, caractérisée en ce que la rampe d'inertage (17), du mini-tunnel, coaporte des lamelles verticales (16) placées à l'intérieur de la ranpe (17) et espacées de manière régulière. 10. Installation d'inertage d'emballages étanches pour produits liquides ou pâteux selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'espacement entre les lamelles verticales (16) de la rampe d'inertage (17) du mini-turnel est compris entre environ 0,5 et 10 cm environ. 11. Application de l'installation d'inertage d'emballages étanches selcn une quelconque des revendications I à 10, à la conservation de tout produit liquide, pâteux, solide ou pulvérulent conditionné en emballage étanche, tel que bière, vins, jus de fruits, produits laitiers, huiles et dérivés, produits lipidiques, produits pharmaceutiques et biologiques, pulvérulents et graines.